JP7438009B2 - laser processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing device.

特許文献1には、ワークを保持する保持機構と、保持機構に保持されたワークにレーザ光を照射するレーザ照射機構と、を備えるレーザ加工装置が記載されている。特許文献1に記載のレーザ加工装置では、集光レンズを有するレーザ照射機構が基台に対して固定されており、集光レンズの光軸に垂直な方向に沿ったワークの移動が保持機構によって実施される。 Patent Document 1 describes a laser processing apparatus that includes a holding mechanism that holds a workpiece, and a laser irradiation mechanism that irradiates the workpiece held by the holding mechanism with laser light. In the laser processing apparatus described in Patent Document 1, a laser irradiation mechanism having a condensing lens is fixed to a base, and the workpiece is moved in a direction perpendicular to the optical axis of the condensing lens by a holding mechanism. Implemented.

特許第5456510号公報Patent No. 5456510

ところで、上述したようなレーザ加工装置にあっては、加工速度の向上が望まれている。そのためには、保持機構によるワークの移動速度を増大させることが考えられる。しかしながら、保持機構によるワークの移動速度の増大には限界がある。これに対して、例えば、保持機構によるワークの移動と共に、反対方向にレーザ照射機構を移動させることによって、レーザ光の集光点のワークに対する移動速度を向上させることが考えられる。しかしながら、上述したように、特許文献1に記載のレーザ加工装置にあっては、レーザ照射機構が基台に対して固定されているため、レーザ照射機構を移動させることが困難である。したがって、特許文献1に記載のようなレーザ加工装置では、さらなる加工速度の向上が困難である。 Incidentally, in the laser processing apparatus as described above, it is desired to improve the processing speed. To this end, it is conceivable to increase the moving speed of the workpiece by the holding mechanism. However, there is a limit to the increase in the movement speed of the workpiece by the holding mechanism. On the other hand, it is conceivable to improve the moving speed of the focal point of the laser beam with respect to the workpiece, for example, by moving the laser irradiation mechanism in the opposite direction as the workpiece is moved by the holding mechanism. However, as described above, in the laser processing apparatus described in Patent Document 1, since the laser irradiation mechanism is fixed to the base, it is difficult to move the laser irradiation mechanism. Therefore, in the laser processing apparatus as described in Patent Document 1, it is difficult to further improve the processing speed.

そこで、本発明は、加工速度の向上を可能とするレーザ加工装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus that can improve processing speed.

本発明に係るレーザ加工装置は、第1方向に沿って延びると共に第1方向に交差する第2方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、ラインに沿って対象物に改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、対象物を支持するための支持部と、支持部に支持された対象物に対してレーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッドと、支持部に支持された対象物を撮像するためのカメラと、支持部を第1方向に沿って移動させるための第1移動機構と、少なくとも第1レーザ加工ヘッドを第1方向及び第2方向に沿って移動させるための第2移動機構と、第1レーザ加工ヘッドからレーザ光が出力されている状態において、第1方向に沿って支持部と第1レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように第1移動機構及び第2移動機構を制御することにより、ラインに沿って対象物にレーザ光を照射する照射処理を実施する制御部と、を備え、第2移動機構は、第1方向に沿って延びると共に第1レーザ加工ヘッドが取り付けられており、第1レーザ加工ヘッドを第1方向に沿って移動させるための第1移動部と、第2方向に沿って延びると共に第1移動部が取り付けられており、第1移動部を第2方向に沿って移動させるための第2移動部と、を含み、カメラは、第1移動部とは異なる部材を介して第2移動部に取り付けられている。 A laser processing device according to the present invention applies a laser beam along the lines to an object on which a plurality of lines are set, which extend along a first direction and are arranged along a second direction that intersects the first direction. A laser processing device for forming a modified region on a target object along a line by irradiating the target object, the device includes a support part for supporting the target object, and a laser beam applied to the target object supported by the support part. a first laser processing head for irradiating light; a camera for capturing an image of the object supported by the support; a first movement mechanism for moving the support in the first direction; a second moving mechanism for moving the first laser processing head along the first direction and the second direction; a control unit that performs an irradiation process of irradiating a target object with laser light along a line by controlling the first moving mechanism and the second moving mechanism to move the first laser processing head in opposite directions; , the second moving mechanism extends along the first direction and is attached with the first laser processing head, and the second moving mechanism includes a first moving section for moving the first laser processing head along the first direction. , a second moving section extending along the second direction and having the first moving section attached thereto, for moving the first moving section along the second direction; It is attached to the second moving part via a member different from that of the second moving part.

このレーザ加工装置では、対象物を支持するための支持部が、第1移動機構によって少なくとも第1方向に移動可能とされており、且つ、支持部に支持された対象物に対してレーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッドが、第2移動機構によって第1方向及び第2方向に移動可能とされている。第1方向は、対象物に設定された加工予定のラインの延在方向が設定される方向であり、第2方向は、当該ラインの配列方向に設定される方向である。これにより、このレーザ加工装置では、制御部の制御のもとで、第1方向に沿って支持部と第1レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させながら、当該ラインに沿って対象物にレーザ光を照射する照射処理を実施できる。よって、レーザ光の照射に際して対象物側のみを移動させる場合と比較して、加工速度を向上可能である。 In this laser processing device, the support part for supporting the object is movable in at least the first direction by the first moving mechanism, and the laser beam is emitted to the object supported by the support part. A first laser processing head for irradiation is movable in a first direction and a second direction by a second moving mechanism. The first direction is a direction in which the extending direction of lines to be processed set on the object is set, and the second direction is a direction in which the lines are arranged. As a result, in this laser processing apparatus, under the control of the control section, the support section and the first laser processing head are moved in mutually opposite directions along the first direction, and the target object is moved along the line. Irradiation treatment that irradiates laser light can be performed. Therefore, processing speed can be improved compared to the case where only the object side is moved during irradiation with laser light.

特に、このレーザ加工装置では、対象物を撮像するためのカメラが、第1レーザ加工ヘッドの第1方向の移動を担う第1移動部と別の部材を介して、第2移動部に取り付けられている。このため、照射処理の際に、カメラを付随させずに第1レーザ加工ヘッド(及び支持部)のみを第1方向に沿って移動させることができる。よって、第1レーザ加工ヘッドの第1方向に沿った移動速度をより向上させ、加工速度を確実に向上可能である。 In particular, in this laser processing apparatus, a camera for capturing an image of the object is attached to the second moving part via a member different from the first moving part responsible for moving the first laser processing head in the first direction. ing. Therefore, during the irradiation process, only the first laser processing head (and the support section) can be moved along the first direction without accompanying the camera. Therefore, the moving speed of the first laser processing head along the first direction can be further improved, and the processing speed can be reliably improved.

なお、このレーザ加工装置では、上記のとおり、照射処理の際に支持部と第1レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させることにより、対象物に対するレーザ光の集光点の移動速度を向上させ得る。換言すれば、集光点の目標の移動速度が、支持部及び第1レーザ加工ヘッドのそれぞれで分担される。このため、支持部及び第1レーザ加工ヘッドの一方を移動させる場合と比較して、それぞれの移動速度を抑えることが可能である。この結果、支持部及び第1レーザ加工ヘッドの加減速に係る時間及び距離が削減され得る。 As mentioned above, in this laser processing device, by moving the support part and the first laser processing head in opposite directions during the irradiation process, the moving speed of the focal point of the laser beam on the target object is improved. It can be done. In other words, the target moving speed of the condensing point is shared between the support section and the first laser processing head. For this reason, it is possible to suppress the movement speed of each of the support section and the first laser processing head compared to the case where either one is moved. As a result, the time and distance involved in accelerating and decelerating the support section and the first laser processing head can be reduced.

さらに、レーザ加工装置によれば、第1方向に関するフットプリントの削減が可能である。すなわち、照射処理に際して支持部のみを移動させる場合には、支持部の移動距離は少なくとも支持部に支持された対象物のラインの長さ以上となる。一方、上記のように、照射処理に際して支持部及び第1レーザ加工ヘッドを互いに反対方向に移動させる場合には、支持部の移動距離は、当該ラインの長さから支持部の移動距離を減じた距離まで減少させ得る。換言すれば、この場合には、支持部の移動距離と第1レーザ加工ヘッドの移動距離との合計が当該ラインの長さ以上となればよい。よって、レーザ加工装置によれば、第1方向についてフットプリントの削減を図ることができる。 Furthermore, according to the laser processing device, it is possible to reduce the footprint in the first direction. That is, when only the support part is moved during the irradiation process, the moving distance of the support part is at least the length of the line of the object supported by the support part. On the other hand, as described above, when the support part and the first laser processing head are moved in opposite directions to each other during the irradiation process, the movement distance of the support part is calculated by subtracting the movement distance of the support part from the length of the line concerned. can be reduced to a distance. In other words, in this case, the sum of the moving distance of the support portion and the moving distance of the first laser processing head only needs to be equal to or longer than the length of the line. Therefore, according to the laser processing apparatus, it is possible to reduce the footprint in the first direction.

本発明に係るレーザ加工装置では、第2移動機構は、第1方向に互いに対向して配置された一対の第2移動部を含み、第1移動部は、一対の第2移動部に掛け渡されて支持されていてもよい。この場合、第1レーザ加工ヘッドが確実に支持される。 In the laser processing device according to the present invention, the second moving mechanism includes a pair of second moving parts arranged opposite to each other in the first direction, and the first moving part spans the pair of second moving parts. may be supported. In this case, the first laser processing head is reliably supported.

ここで、レーザ加工ヘッドの重量は、支持部の重量よりも軽量であることが一般的である。したがって、集光点を目標の移動速度で移動させるに際して、第1レーザ加工ヘッドを支持部よりも速く移動させる(すなわち、第1レーザ加工ヘッドの速度の負担を相対的に大きくする)ことが考えられる。 Here, the weight of the laser processing head is generally lighter than the weight of the support section. Therefore, when moving the focal point at the target moving speed, it is a good idea to move the first laser processing head faster than the support (that is, to relatively increase the speed burden on the first laser processing head). It will be done.

これに対して、本発明に係るレーザ加工装置では、第1レーザ加工ヘッドには、光源から出力されたレーザ光を導入するための光ファイバが接続されており、制御部は、照射処理において、第1方向に沿った第1レーザ加工ヘッドの速さを、第1方向に沿った支持部の速さよりも小さくしてもよい。このように、第1レーザ加工ヘッドに対して、光源からレーザ光を導入するための光ファイバが接続されている場合には、第1レーザ加工ヘッドと支持部との重量の関係に関わらず、第1レーザ加工ヘッドを相対的に遅くする(すなわち、第1レーザ加工ヘッドの速度の負担を相対的に小さくする)ことによって、光ファイバの保護を図ることが可能である。 On the other hand, in the laser processing apparatus according to the present invention, the first laser processing head is connected to an optical fiber for introducing the laser light output from the light source, and the control section is configured to The speed of the first laser processing head along the first direction may be smaller than the speed of the support section along the first direction. In this way, when an optical fiber for introducing laser light from a light source is connected to the first laser processing head, regardless of the weight relationship between the first laser processing head and the support part, By making the first laser processing head relatively slow (that is, making the speed burden on the first laser processing head relatively small), it is possible to protect the optical fiber.

本発明に係るレーザ加工装置では、第2移動機構は、第1方向に沿って延びると共にカメラが取り付けられており、カメラを第1方向に沿って移動させるための第3移動部を、上記の異なる部材として含んでもよい。この場合、カメラが第1方向及び第2方向に移動可能となる。 In the laser processing apparatus according to the present invention, the second moving mechanism extends along the first direction and is attached with a camera, and the third moving section for moving the camera along the first direction is configured as described above. It may be included as a different member. In this case, the camera becomes movable in the first direction and the second direction.

本発明に係るレーザ加工装置では、支持部に支持された対象物に対してレーザ光を照射するための第2レーザ加工ヘッドを備え、第2移動機構は、第1方向に沿って延びると共に第2レーザ加工ヘッドが取り付けられており、第2レーザ加工ヘッドを第1方向に沿って移動させるための第4移動部を含み、第2移動部は、第4移動部が取り付けられており、第4移動部を第2方向に沿って移動させるための機能を有し、制御部は、照射処理において、複数のラインの一のラインに対して第1レーザ加工ヘッドからのレーザ光を照射する第1処理と、複数のラインのうちの別のラインに対して第2レーザ加工ヘッドからのレーザ光を照射する第2処理とを、少なくとも一部の時間において重複するよう実施し、第1処理では、制御部は、第1方向に沿って支持部と第1レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように第1移動機構及び第2移動機構を制御し、第2処理では、制御部は、第1方向に沿って支持部と第2レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように第1移動機構及び第2移動機構を制御してもよい。この場合、第1レーザ加工ヘッドと第2レーザ加工ヘッドとを、少なくとも一部の時間において協働させることにより、スループットが向上される。 The laser processing apparatus according to the present invention includes a second laser processing head for irradiating a laser beam onto an object supported by a support part, and the second moving mechanism extends along the first direction and has a second laser processing head. 2 laser processing heads are attached, the second laser processing head includes a fourth moving section for moving the second laser processing head along the first direction, the second moving section is attached with the fourth moving section, and the second moving section includes a fourth moving section for moving the second laser processing head along the first direction. The control unit has a function of moving the four moving parts along the second direction, and the control part is configured to move the first laser beam from the first laser processing head to one line of the plurality of lines in the irradiation process. The first process and the second process of irradiating another line of the plurality of lines with laser light from the second laser processing head are performed so as to overlap at least part of the time, and the first process , the control unit controls the first movement mechanism and the second movement mechanism to move the support unit and the first laser processing head in mutually opposite directions along the first direction, and in the second process, the control unit The first moving mechanism and the second moving mechanism may be controlled to move the support part and the second laser processing head in opposite directions along the first direction. In this case, throughput is improved by causing the first laser processing head and the second laser processing head to cooperate at least part of the time.

本発明によれば、加工速度の向上を可能とするレーザ加工装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a laser processing device that enables improvement in processing speed.

図1は、一実施形態に係るレーザ加工装置の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a laser processing apparatus according to an embodiment. 図2は、図1に示されたレーザ加工装置の部分的な側面図である。FIG. 2 is a partial side view of the laser processing apparatus shown in FIG. 図3は、図1に示されたレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの正面図である。FIG. 3 is a front view of the laser processing head of the laser processing apparatus shown in FIG. 図4は、図3に示されるレーザ加工ヘッドの側面図である。FIG. 4 is a side view of the laser processing head shown in FIG. 3. 図5は、図3に示されたレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of the optical system of the laser processing head shown in FIG. 3. 図6は、変形例のレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an optical system of a modified laser processing head. 図7は、変形例のレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of an optical system of a laser processing head according to a modified example. 図8は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。FIG. 8 is a schematic top view showing the operation of the laser processing device. 図9は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。FIG. 9 is a schematic top view showing the operation of the laser processing device. 図10は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。FIG. 10 is a schematic top view showing the operation of the laser processing device. 図11は、変形例のレーザ加工装置を示す模式的な上面図である。FIG. 11 is a schematic top view showing a modified example of the laser processing apparatus. 図12は、変形例のレーザ加工装置を示す模式的な上面図である。FIG. 12 is a schematic top view showing a modified example of the laser processing apparatus. 図13は、変形例のレーザ加工装置を示す模式的な上面図である。FIG. 13 is a schematic top view showing a modified example of the laser processing apparatus.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。なお、各図には、X軸、Y軸、及び、Z軸によって規定される直交座標系を示す場合がある。X方向は、第1方向の一例であり、第1の水平方向である。Y方向は、第1方向に交差する第2方向の一例であり、第2の水平方向である。Z方向は、第1方向及び第2方向に交差する第3方向の一例であり、鉛直方向である。
[レーザ加工装置の構成]
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted. Note that each figure may show an orthogonal coordinate system defined by the X-axis, Y-axis, and Z-axis. The X direction is an example of a first direction, and is a first horizontal direction. The Y direction is an example of a second direction that intersects with the first direction, and is a second horizontal direction. The Z direction is an example of a third direction that intersects the first direction and the second direction, and is a vertical direction.
[Configuration of laser processing equipment]

図1及び図2に示されるように、レーザ加工装置1は、移動機構5(第1移動機構)、移動機構6(第2移動機構)、支持部7、光源ユニット8、制御部9、レーザ加工ヘッド10A(第1レーザ加工ヘッド)、レーザ加工ヘッド10B(第2レーザ加工ヘッド)、及び、カメラユニット10Cを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the laser processing apparatus 1 includes a moving mechanism 5 (first moving mechanism), a moving mechanism 6 (second moving mechanism), a support section 7, a light source unit 8, a control section 9, a laser It includes a processing head 10A (first laser processing head), a laser processing head 10B (second laser processing head), and a camera unit 10C.

移動機構5は、固定部51と、移動部53と、取付部55と、を有している。固定部51は、装置フレーム1aに取り付けられている。移動部53は、固定部51に設けられたレールに取り付けられており、Y方向に沿って移動することができる。取付部55は、移動部53に設けられたレールに取り付けられており、X方向に沿って移動することができる。支持部7は、取付部55に設けられた回転軸に取り付けられており、Z方向に平行な軸線を中心として回転することができる。すなわち、移動機構5は、支持部7を、X方向及びY方向に沿って移動するための機能、及び、Z方向に沿った軸の周りに回転させるための機能を有している。 The moving mechanism 5 includes a fixed part 51, a moving part 53, and a mounting part 55. The fixing part 51 is attached to the device frame 1a. The moving part 53 is attached to a rail provided on the fixed part 51 and can move along the Y direction. The attachment part 55 is attached to a rail provided on the moving part 53, and can be moved along the X direction. The support part 7 is attached to a rotating shaft provided on the attachment part 55, and can rotate about an axis parallel to the Z direction. That is, the moving mechanism 5 has a function of moving the support part 7 along the X direction and the Y direction, and a function of rotating the support part 7 around an axis along the Z direction.

移動機構6は、一対のY軸移動部(第2移動部)61、X軸移動部(第1移動部)62A、X軸移動部(第4移動部)62B、X軸移動部(第3移動部)62C、Z軸移動部63,64,68、及び、取付部65,66,67A,67B,67C,69を有している。一対のY軸移動部61は、X方向に互いに対向して配置され、Y方向に沿って(ここでは略平行に)延びている。X軸移動部62Aは、X方向に沿って延びており、X方向の両端において、取付部67Aを介してY軸移動部61に設けられたレールに取り付けられている。すなわち、X軸移動部62Aは、一対のY軸移動部61に掛け渡されて支持されている。これにより、X軸移動部62Aは、Y軸移動部61によってY方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Y軸移動部61は、X軸移動部62AをY方向に移動させるための機能を有している。 The moving mechanism 6 includes a pair of Y-axis moving parts (second moving parts) 61, X-axis moving parts (first moving parts) 62A, X-axis moving parts (fourth moving parts) 62B, and X-axis moving parts (third moving parts). It has a moving part) 62C, Z-axis moving parts 63, 64, 68, and attachment parts 65, 66, 67A, 67B, 67C, 69. The pair of Y-axis moving parts 61 are arranged to face each other in the X direction, and extend along the Y direction (here, substantially parallel). The X-axis moving section 62A extends along the X direction, and is attached to rails provided on the Y-axis moving section 61 via attachment sections 67A at both ends in the X direction. That is, the X-axis moving section 62A is supported by being spanned by the pair of Y-axis moving sections 61. Thereby, the X-axis moving section 62A is movable along the Y direction by the Y-axis moving section 61. That is, the Y-axis moving section 61 has a function of moving the X-axis moving section 62A in the Y direction.

Z軸移動部63は、Z方向に沿って延びており、X軸移動部62Aに設けられたレールに取り付けられている。これにより、Z軸移動部63は、X軸移動部62AによってX方向に沿って移動可能とされている。Z軸移動部63には、取付部65を介してレーザ加工ヘッド10Aが取り付けられている。したがって、X軸移動部62Aは、Z軸移動部63ごと、レーザ加工ヘッド10AをX方向に沿って移動させるための機能を有している。レーザ加工ヘッド10Aは、取付部65を介して、Z軸移動部63に設けられたレールに取り付けられている。これにより、レーザ加工ヘッド10Aは、Z軸移動部63によってZ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Z軸移動部63は、レーザ加工ヘッド10AをZ方向に沿って移動させるための機能を有している。このように、移動機構6は、レーザ加工ヘッド10Aを、X方向、Y方向、及び、Z方向に沿って3次元的に移動可能に保持している。 The Z-axis moving section 63 extends along the Z direction, and is attached to a rail provided on the X-axis moving section 62A. Thereby, the Z-axis moving section 63 is movable along the X direction by the X-axis moving section 62A. A laser processing head 10A is attached to the Z-axis moving section 63 via a mounting section 65. Therefore, the X-axis moving section 62A has a function of moving the laser processing head 10A together with the Z-axis moving section 63 along the X direction. The laser processing head 10A is attached to a rail provided on the Z-axis moving section 63 via an attachment section 65. Thereby, the laser processing head 10A is movable along the Z direction by the Z-axis moving section 63. That is, the Z-axis moving section 63 has a function of moving the laser processing head 10A along the Z direction. In this way, the moving mechanism 6 holds the laser processing head 10A so as to be movable three-dimensionally along the X direction, the Y direction, and the Z direction.

X軸移動部62Bは、X方向に沿って延びており、X方向の両端において、取付部67Bを介してY軸移動部61に設けられたレールに取り付けられている。すなわち、X軸移動部62Bは、一対のY軸移動部61に掛け渡されて支持されている。これにより、X軸移動部62Bは、Y軸移動部61によってY方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Y軸移動部61は、X軸移動部62BをY方向に移動させるための機能を有している。 The X-axis moving section 62B extends along the X direction, and is attached to rails provided on the Y-axis moving section 61 via attachment sections 67B at both ends in the X direction. That is, the X-axis moving section 62B is supported by being spanned by the pair of Y-axis moving sections 61. Thereby, the X-axis moving section 62B is movable along the Y direction by the Y-axis moving section 61. That is, the Y-axis moving section 61 has a function of moving the X-axis moving section 62B in the Y direction.

Z軸移動部64は、Z方向に沿って延びており、X軸移動部62Bに設けられたレールに取り付けられている。これにより、Z軸移動部64は、X軸移動部62BによってX方向に沿って移動可能とされている。Z軸移動部64には、取付部66を介してレーザ加工ヘッド10Bが取り付けられている。したがって、X軸移動部62Bは、Z軸移動部64ごと、レーザ加工ヘッド10BをX方向に沿って移動させるための機能を有している。レーザ加工ヘッド10Bは、取付部66を介して、Z軸移動部64に設けられたレールに取り付けられている。これにより、レーザ加工ヘッド10Bは、Z軸移動部64によってZ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Z軸移動部64は、レーザ加工ヘッド10AをZ方向に沿って移動させるための機能を有している。このように、移動機構6は、レーザ加工ヘッド10Bを、X方向、Y方向、及び、Z方向に沿って3次元的に移動可能に保持している。 The Z-axis moving section 64 extends along the Z direction and is attached to a rail provided on the X-axis moving section 62B. Thereby, the Z-axis moving section 64 is movable along the X direction by the X-axis moving section 62B. A laser processing head 10B is attached to the Z-axis moving section 64 via a mounting section 66. Therefore, the X-axis moving section 62B has a function of moving the laser processing head 10B together with the Z-axis moving section 64 along the X direction. The laser processing head 10B is attached to a rail provided on the Z-axis moving section 64 via a mounting section 66. Thereby, the laser processing head 10B is movable along the Z direction by the Z-axis moving section 64. That is, the Z-axis moving section 64 has a function of moving the laser processing head 10A along the Z direction. In this way, the moving mechanism 6 holds the laser processing head 10B so that it can move three-dimensionally along the X direction, the Y direction, and the Z direction.

X軸移動部62Cは、X方向に沿って延びており、X方向の両端において、取付部67Cを介してY軸移動部61に設けられたレールに取り付けられている。すなわち、X軸移動部62Cは、一対のY軸移動部61に掛け渡されて支持されている。これにより、X軸移動部62Cは、Y軸移動部61によってY方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Y軸移動部61は、X軸移動部62CをY方向に移動させるための機能を有している。 The X-axis moving section 62C extends along the X direction, and is attached to rails provided on the Y-axis moving section 61 via attachment sections 67C at both ends in the X direction. That is, the X-axis moving section 62C is supported by being spanned by the pair of Y-axis moving sections 61. Thereby, the X-axis moving section 62C is movable along the Y direction by the Y-axis moving section 61. That is, the Y-axis moving section 61 has a function of moving the X-axis moving section 62C in the Y direction.

Z軸移動部68は、Z方向に沿って延びており、X軸移動部62Cに設けられたレールに取り付けられている。これにより、Z軸移動部68は、X軸移動部62CによってX方向に沿って移動可能とされている。Z軸移動部68には、取付部69を介してカメラユニット10Cが取り付けられている。したがって、X軸移動部62Cは、Z軸移動部68ごと、カメラユニット10CをX方向に沿って移動させるための機能を有している。カメラユニット10Cは、取付部69を介して、Z軸移動部68に設けられたレールに取り付けられている。これにより、カメラユニット10Cは、Z軸移動部68によってZ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Z軸移動部68は、カメラユニット10CをZ方向に沿って移動させるための機能を有している。このように、移動機構6は、カメラユニット10Cを、X方向、Y方向、及び、Z方向に沿って3次元的に移動可能に保持している。 The Z-axis moving section 68 extends along the Z direction and is attached to a rail provided on the X-axis moving section 62C. Thereby, the Z-axis moving section 68 is movable along the X direction by the X-axis moving section 62C. A camera unit 10C is attached to the Z-axis moving section 68 via an attachment section 69. Therefore, the X-axis moving section 62C has a function of moving the camera unit 10C along with the Z-axis moving section 68 along the X direction. The camera unit 10C is attached to a rail provided on the Z-axis moving section 68 via an attachment section 69. Thereby, the camera unit 10C is movable along the Z direction by the Z-axis moving section 68. That is, the Z-axis moving section 68 has a function of moving the camera unit 10C along the Z direction. In this way, the moving mechanism 6 holds the camera unit 10C so as to be able to move three-dimensionally along the X direction, the Y direction, and the Z direction.

ここで、X軸移動部62A、X軸移動部62B、及び、X軸移動部62Cは、Y方向に沿って順に配列されている。したがって、Z方向からみたとき、レーザ加工ヘッド10A、レーザ加工ヘッド10B、及び、カメラユニット10Cも、Y方向に沿って順に配列されることとなる。このため、レーザ加工装置1では、カメラユニット10Cが間に介在することなく、Y方向についてレーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとが互いに近接するように移動可能とされている。 Here, the X-axis moving section 62A, the X-axis moving section 62B, and the X-axis moving section 62C are arranged in order along the Y direction. Therefore, when viewed from the Z direction, the laser processing head 10A, the laser processing head 10B, and the camera unit 10C are also arranged in order along the Y direction. Therefore, in the laser processing apparatus 1, the laser processing head 10A and the laser processing head 10B are movable in the Y direction so as to approach each other without the camera unit 10C being interposed therebetween.

支持部7は、上述したように、移動機構5の取付部55に設けられた回転軸に取り付けられており、Z方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。つまり、支持部7は、X方向及びY方向のそれぞれに沿って移動することができ、Z方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。支持部7は、X方向及びY方向に沿って対象物100を支持する。対象物100は、例えば、ウェハである。 As described above, the support part 7 is attached to the rotating shaft provided on the attachment part 55 of the moving mechanism 5, and can rotate about an axis parallel to the Z direction. That is, the support part 7 can move along each of the X direction and the Y direction, and can rotate about an axis parallel to the Z direction as a center line. The support section 7 supports the object 100 along the X direction and the Y direction. The target object 100 is, for example, a wafer.

レーザ加工ヘッド10Aは、Z方向において支持部7と対向した状態で、支持部7に支持された対象物100に対してレーザ光L1を照射するためのものである。レーザ加工ヘッド10Bは、Z方向において支持部7と対向した状態で、支持部7に支持された対象物100に対してレーザ光L2を照射するためのものである。 The laser processing head 10A is for irradiating a target object 100 supported by the support part 7 with a laser beam L1 while facing the support part 7 in the Z direction. The laser processing head 10B is for irradiating the object 100 supported by the support part 7 with laser light L2 while facing the support part 7 in the Z direction.

カメラユニット10Cは、一対のカメラACを含む。一対のカメラACは、互いに異なる倍率を有しており、Z方向において支持部7と対向した状態で、支持部7に支持された対象物100を撮像するためのものである。カメラACは、例えば、対象物100を透過する光を用いて、対象物100のデバイスパターンや、改質領域及び改質領域から延びる亀裂の形成状態等を撮像することができる。カメラACによって得られた画像は、例えば、対象物100に対するレーザ光L1,L2の照射位置のアライメントや、レーザ光L1,L2の照射条件の調整に供される。 Camera unit 10C includes a pair of cameras AC. The pair of cameras AC have mutually different magnifications and are used to image the object 100 supported by the support 7 while facing the support 7 in the Z direction. For example, the camera AC can image the device pattern of the object 100, the modified region, the formation state of cracks extending from the modified region, etc. using the light that passes through the object 100. The image obtained by the camera AC is used, for example, to align the irradiation positions of the laser beams L1 and L2 on the object 100 and to adjust the irradiation conditions of the laser beams L1 and L2.

光源ユニット8は、1対の光源81,82を有している。光源81は、レーザ光L1を出力する。レーザ光L1は、光源81の出射部81aから出射され、光ファイバ2によってレーザ加工ヘッド10Aに導光される。すなわち、レーザ加工ヘッド10Aには、光源81から出力されたレーザ光L1を導入するための光ファイバ2が接続されている。光源82は、レーザ光L2を出力する。レーザ光L2は、光源82の出射部82aから出射され、別の光ファイバ2によってレーザ加工ヘッド10Bに導光される。すなわち、レーザ加工ヘッド10Bには、光源82から出力されたレーザ光L2を導入するための光ファイバ2が設けられている。 The light source unit 8 has a pair of light sources 81 and 82. Light source 81 outputs laser light L1. The laser beam L1 is emitted from the emission part 81a of the light source 81, and guided to the laser processing head 10A by the optical fiber 2. That is, the optical fiber 2 for introducing the laser beam L1 output from the light source 81 is connected to the laser processing head 10A. The light source 82 outputs laser light L2. The laser beam L2 is emitted from the emission part 82a of the light source 82, and guided to the laser processing head 10B by another optical fiber 2. That is, the laser processing head 10B is provided with an optical fiber 2 for introducing the laser beam L2 output from the light source 82.

制御部9は、レーザ加工装置1の各部(複数の移動機構5,6、レーザ加工ヘッド10A,10B、カメラユニット10C、及び光源ユニット8等)を制御する。制御部9は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部9では、メモリ等に読み込まれたソフトウェア(プログラム)が、プロセッサによって実行され、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信が、プロセッサによって制御される。これにより、制御部9は、各種機能を実現する。 The control unit 9 controls each part of the laser processing apparatus 1 (the plurality of moving mechanisms 5 and 6, the laser processing heads 10A and 10B, the camera unit 10C, the light source unit 8, etc.). The control unit 9 is configured as a computer device including a processor, memory, storage, communication device, and the like. In the control unit 9, the software (program) read into the memory or the like is executed by the processor, and the processor controls reading and writing of data in the memory and storage, and communication by the communication device. Thereby, the control unit 9 realizes various functions.

以上のように構成されたレーザ加工装置1による加工の一例について説明する。当該加工の一例は、ウェハである対象物100を複数のチップに切断するために、格子状に設定された複数のラインのそれぞれに沿って対象物100の内部に改質領域を形成する例である。 An example of processing by the laser processing apparatus 1 configured as above will be explained. An example of this processing is an example in which modified regions are formed inside the object 100 along each of a plurality of lines set in a grid pattern in order to cut the object 100, which is a wafer, into a plurality of chips. be.

まず、対象物100を支持している支持部7がZ方向において1対のレーザ加工ヘッド10A,10Bと対向するように、移動機構5が、X方向及びY方向のそれぞれに沿って支持部7を移動させる。続いて、対象物100において一方向に延在する複数のラインがX方向に沿うように、移動機構5が、Z方向に平行な軸線を中心線として支持部7を回転させる。これにより、対象物100には、X方向に沿って延びると共にY方向に沿って配列された複数のライン(図1に示されたラインC)が設定されることとなる。 First, the moving mechanism 5 moves the support part 7 along the X direction and the Y direction so that the support part 7 supporting the object 100 faces the pair of laser processing heads 10A and 10B in the Z direction. move. Subsequently, the moving mechanism 5 rotates the support part 7 about an axis parallel to the Z direction as a center line so that a plurality of lines extending in one direction in the target object 100 are along the X direction. As a result, a plurality of lines (line C shown in FIG. 1) extending along the X direction and arranged along the Y direction are set on the object 100.

続いて、一方向に延在する一のライン上にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、一方向に延在する他のライン上にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。続いて、対象物100の内部にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、対象物100の内部にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。 Subsequently, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Y direction so that the focal point of the laser beam L1 is located on one line extending in one direction. On the other hand, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Y direction so that the focal point of the laser beam L2 is located on another line extending in one direction. Subsequently, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Z direction so that the focal point of the laser beam L1 is located inside the object 100. On the other hand, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Z direction so that the focal point of the laser beam L2 is located inside the object 100.

続いて、光源81がレーザ光L1を出力してレーザ加工ヘッド10Aが対象物100にレーザ光L1を照射すると共に、光源82がレーザ光L2を出力してレーザ加工ヘッド10Bが対象物100にレーザ光L2を照射する。それと同時に、一方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光L1の集光点が相対的に移動し(レーザ光L1がスキャンされ)、且つ、一方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光L2の集光点が相対的に移動する(レーザ光L2がスキャンされる)ように、移動機構5が、X方向に沿って支持部7を移動させると共に、移動機構6が、X方向に沿って、支持部7と反対方向に、レーザ加工ヘッド10A,10Bを移動させる。このようにして、レーザ加工装置1は、対象物100において一方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物100の少なくとも内部に改質領域を形成する。 Subsequently, the light source 81 outputs the laser beam L1, and the laser processing head 10A irradiates the object 100 with the laser beam L1, and the light source 82 outputs the laser beam L2, and the laser processing head 10B irradiates the object 100 with the laser beam L1. Light L2 is irradiated. At the same time, the condensing point of the laser beam L1 moves relatively along one line extending in one direction (the laser beam L1 is scanned), and along another line extending in one direction. The moving mechanism 5 moves the support part 7 along the X direction so that the focal point of the laser beam L2 moves relatively (the laser beam L2 is scanned), and the moving mechanism 6 moves the supporting part 7 along the X direction. The laser processing heads 10A and 10B are moved in the direction opposite to the support section 7 along the direction. In this way, the laser processing apparatus 1 forms modified regions at least inside the object 100 along each of a plurality of lines extending in one direction in the object 100.

続いて、対象物100において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインがX方向に沿うように、移動機構5が、Z方向に平行な軸線を中心線として支持部7を回転させる。これにより、対象物100には、X方向に沿って延びると共にY方向に沿って配列された複数の別のライン(図1に示されたラインC)が設定されることとなる。 Next, the moving mechanism 5 rotates the support part 7 about the axis parallel to the Z direction so that the plurality of lines extending in the other direction orthogonal to one direction in the target object 100 are along the X direction. . As a result, a plurality of other lines (line C shown in FIG. 1) extending along the X direction and arranged along the Y direction are set on the object 100.

続いて、他方向に延在する一のライン上にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、他方向に延在する他のライン上にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。続いて、対象物100の内部にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、対象物100の内部にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。 Subsequently, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Y direction so that the focal point of the laser beam L1 is located on one line extending in the other direction. On the other hand, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Y direction so that the focal point of the laser beam L2 is located on another line extending in the other direction. Subsequently, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Z direction so that the focal point of the laser beam L1 is located inside the object 100. On the other hand, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Z direction so that the focal point of the laser beam L2 is located inside the object 100.

続いて、光源81がレーザ光L1を出力してレーザ加工ヘッド10Aが対象物100にレーザ光L1を照射すると共に、光源82がレーザ光L2を出力してレーザ加工ヘッド10Bが対象物100にレーザ光L2を照射する。それと同時に、他方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光L1の集光点が相対的に移動し(レーザ光L1がスキャンされ)、且つ、他方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光L2の集光点が相対的に移動する(レーザ光L2がスキャンされる)ように、移動機構5が、X方向に沿って支持部7を移動させると共に、移動機構6が、X方向に沿って、支持部7と反対方向にレーザ加工ヘッド10A,10Bを移動させる。このようにして、レーザ加工装置1は、対象物100において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物100の少なくとも内部に改質領域を形成する。 Subsequently, the light source 81 outputs the laser beam L1, and the laser processing head 10A irradiates the object 100 with the laser beam L1, and the light source 82 outputs the laser beam L2, and the laser processing head 10B irradiates the object 100 with the laser beam L1. Light L2 is irradiated. At the same time, the focal point of the laser beam L1 moves relatively along one line extending in the other direction (laser beam L1 is scanned), and the condensing point of the laser beam L1 moves along another line extending in the other direction. The moving mechanism 5 moves the support part 7 along the X direction so that the focal point of the laser beam L2 moves relatively (the laser beam L2 is scanned), and the moving mechanism 6 moves the supporting part 7 along the X direction. The laser processing heads 10A and 10B are moved in the direction opposite to the support section 7 along the direction. In this way, the laser processing apparatus 1 forms modified regions at least inside the object 100 along each of a plurality of lines extending in the other direction orthogonal to one direction in the object 100.

なお、上述した加工の一例では、光源81は、例えばパルス発振方式によって、対象物100に対して透過性を有するレーザ光L1を出力し、光源82は、例えばパルス発振方式によって、対象物100に対して透過性を有するレーザ光L2を出力する。そのようなレーザ光が対象物100の内部に集光されると、レーザ光の集光点に対応する部分においてレーザ光が特に吸収され、対象物100の内部に改質領域が形成される。改質領域は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。 In the example of processing described above, the light source 81 outputs the laser beam L1 that is transparent to the object 100 using, for example, a pulse oscillation method, and the light source 82 outputs the laser beam L1 that is transparent to the object 100 using, for example, a pulse oscillation method. A laser beam L2 that is transparent to the laser beam L2 is output. When such a laser beam is focused inside the object 100, the laser beam is particularly absorbed in a portion corresponding to the focal point of the laser beam, and a modified region is formed inside the object 100. A modified region is a region that differs in density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties from the surrounding unmodified region. Examples of the modified region include a melt-treated region, a crack region, a dielectric breakdown region, and a refractive index change region.

パルス発振方式によって出力されたレーザ光が対象物100に照射され、対象物100に設定されたラインに沿ってレーザ光の集光点が相対的に移動させられると、複数の改質スポットがラインに沿って1列に並ぶように形成される。1つの改質スポットは、1パルスのレーザ光の照射によって形成される。1列の改質領域は、1列に並んだ複数の改質スポットの集合である。隣り合う改質スポットは、対象物100に対するレーザ光の集光点の相対的な移動速度及びレーザ光の繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。
[レーザ加工ヘッドの構成]
When the target object 100 is irradiated with a laser beam outputted by the pulse oscillation method and the focal point of the laser beam is relatively moved along the line set on the target object 100, a plurality of modified spots form a line. They are formed in a line along the One modification spot is formed by irradiation with one pulse of laser light. A row of modified regions is a collection of a plurality of modified spots arranged in one row. Adjacent modification spots may be connected to each other or separated from each other depending on the relative moving speed of the focal point of the laser beam with respect to the object 100 and the repetition frequency of the laser beam.
[Laser processing head configuration]

引き続いて、レーザ加工ヘッドの構成について具体的に説明する。図3及び図4に示されるように、レーザ加工ヘッド10Aは、筐体11と、入射部12と、レーザ光調整部13と、集光部14と、を備えている。筐体11は、第1壁部21及び第2壁部22、第3壁部23及び第4壁部24、並びに、第5壁部25及び第6壁部26を有している。第1壁部21及び第2壁部22は、X方向において互いに対向している。第3壁部23及び第4壁部24は、Y方向において互いに対向している。第5壁部25及び第6壁部26は、Z方向において互いに対向している。 Subsequently, the configuration of the laser processing head will be specifically explained. As shown in FIGS. 3 and 4, the laser processing head 10A includes a housing 11, an incident section 12, a laser beam adjustment section 13, and a condensing section 14. The housing 11 has a first wall 21 and a second wall 22, a third wall 23 and a fourth wall 24, and a fifth wall 25 and a sixth wall 26. The first wall portion 21 and the second wall portion 22 face each other in the X direction. The third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 face each other in the Y direction. The fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26 face each other in the Z direction.

第3壁部23と第4壁部24との距離は、第1壁部21と第2壁部22との距離よりも小さい。第1壁部21と第2壁部22との距離は、第5壁部25と第6壁部26との距離よりも小さい。なお、第1壁部21と第2壁部22との距離は、第5壁部25と第6壁部26との距離と等しくてもよいし、或いは、第5壁部25と第6壁部26との距離よりも大きくてもよい。 The distance between the third wall 23 and the fourth wall 24 is smaller than the distance between the first wall 21 and the second wall 22. The distance between the first wall 21 and the second wall 22 is smaller than the distance between the fifth wall 25 and the sixth wall 26. Note that the distance between the first wall 21 and the second wall 22 may be equal to the distance between the fifth wall 25 and the sixth wall 26, or the distance between the fifth wall 25 and the sixth wall 26 may be equal to the distance between the fifth wall 25 and the sixth wall 26. The distance may be greater than the distance to the portion 26.

レーザ加工ヘッド10Aでは、第1壁部21は、移動機構6のY軸移動部61と反対側に位置しており、第2壁部22は、Y軸移動部61側に位置している。第3壁部23は、移動機構6の取付部65側に位置しており、第4壁部24は、取付部65とは反対側であってレーザ加工ヘッド10B側に位置している(図2参照)。すなわち、第4壁部24は、レーザ加工ヘッド10Bの筐体(第2筐体)にY方向に沿って対向する対向壁部である。第5壁部25は、支持部7とは反対側に位置しており、第6壁部26は、支持部7側に位置している。 In the laser processing head 10A, the first wall portion 21 is located on the side opposite to the Y-axis moving portion 61 of the moving mechanism 6, and the second wall portion 22 is located on the Y-axis moving portion 61 side. The third wall portion 23 is located on the side of the mounting portion 65 of the moving mechanism 6, and the fourth wall portion 24 is located on the side opposite to the mounting portion 65 and on the side of the laser processing head 10B (Fig. (see 2). That is, the fourth wall portion 24 is an opposing wall portion that faces the casing (second casing) of the laser processing head 10B along the Y direction. The fifth wall portion 25 is located on the opposite side to the support portion 7, and the sixth wall portion 26 is located on the support portion 7 side.

筐体11は、第3壁部23が移動機構6の取付部65側に配置された状態で筐体11が取付部65に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部65は、ベースプレート65aと、取付プレート65bと、を有している。ベースプレート65aは、Z軸移動部63に設けられたレールに取り付けられている(図2参照)。取付プレート65bは、ベースプレート65aにおけるレーザ加工ヘッド10B側の端部に立設されている(図2参照)。筐体11は、第3壁部23が取付プレート65bに接触した状態で、台座27を介してボルト28が取付プレート65bに螺合されることで、取付部65に取り付けられている。台座27は、第1壁部21及び第2壁部22のそれぞれに設けられている。筐体11は、取付部65に対して着脱可能である。 The casing 11 is configured such that the casing 11 is attached to the attachment portion 65 with the third wall portion 23 disposed on the attachment portion 65 side of the moving mechanism 6 . Specifically, it is as follows. The mounting portion 65 includes a base plate 65a and a mounting plate 65b. The base plate 65a is attached to a rail provided on the Z-axis moving section 63 (see FIG. 2). The mounting plate 65b is erected at the end of the base plate 65a on the laser processing head 10B side (see FIG. 2). The housing 11 is attached to the mounting portion 65 by screwing bolts 28 to the mounting plate 65b via the pedestal 27 with the third wall portion 23 in contact with the mounting plate 65b. The pedestal 27 is provided on each of the first wall portion 21 and the second wall portion 22. The housing 11 is removable from the mounting portion 65.

入射部12は、第5壁部25に配置されている。入射部12は、筐体11内にレーザ光L1を入射させる。入射部12は、X方向においては第1壁部21側に片寄っており、Y方向においては第4壁部24側に片寄っている。つまり、X方向における入射部12と第1壁部21との距離は、X方向における入射部12と第2壁部22との距離よりも小さく、Y方向における入射部12と第4壁部24との距離は、X方向における入射部12と第3壁部23との距離よりも小さい。 The incidence section 12 is arranged on the fifth wall section 25. The incidence section 12 allows the laser beam L1 to enter the housing 11. The incident portion 12 is biased toward the first wall portion 21 in the X direction, and biased toward the fourth wall portion 24 in the Y direction. That is, the distance between the entrance part 12 and the first wall part 21 in the X direction is smaller than the distance between the entrance part 12 and the second wall part 22 in the X direction, and the distance between the entrance part 12 and the fourth wall part 24 in the Y direction The distance therebetween is smaller than the distance between the entrance section 12 and the third wall section 23 in the X direction.

入射部12には、光ファイバ2の出射端部2aが接続されている。具体的には、入射部12は、第5壁部25に形成された孔25aを含む部分である。第5壁部25には、取付部25bが設けられている。取付部25bには、出射端部2aの本体部分2bがボルト等によって取り付けられている。この状態で、孔25aには、出射端部2aの先端部分2cが挿通されている。これにより、光ファイバ2の出射端部2aは、入射部12に対して着脱可能である。第5壁部25と本体部分2bとの間には、カバー25cが配置されている。カバー25cは、孔25aと先端部分2cとの間に形成された隙間を覆っている。一例として、出射端部2aにおいては、戻り光を抑制するアイソレータが本体部分2b内に配置されており、レーザ光L1をコリメートするコリメータレンズが先端部分2c内に配置されている。なお、入射部12は、光ファイバ2の出射端部2aが接続可能となるように構成されたコネクタ等であってもよい。 The output end 2 a of the optical fiber 2 is connected to the input section 12 . Specifically, the incident portion 12 is a portion including a hole 25a formed in the fifth wall portion 25. The fifth wall portion 25 is provided with a mounting portion 25b. The main body portion 2b of the output end portion 2a is attached to the attachment portion 25b with a bolt or the like. In this state, the tip portion 2c of the output end portion 2a is inserted into the hole 25a. Thereby, the output end 2a of the optical fiber 2 can be attached to and detached from the input section 12. A cover 25c is arranged between the fifth wall portion 25 and the main body portion 2b. The cover 25c covers the gap formed between the hole 25a and the tip portion 2c. As an example, in the emission end 2a, an isolator for suppressing return light is disposed within the main body portion 2b, and a collimator lens for collimating the laser beam L1 is disposed within the tip portion 2c. Incidentally, the entrance section 12 may be a connector or the like configured to connect the output end 2a of the optical fiber 2.

レーザ光調整部13は、筐体11内に配置されている。レーザ光調整部13は、入射部12から入射したレーザ光L1を調整する。レーザ光調整部13は、筐体11内において、仕切壁部29に対して第4壁部24側に配置されている。レーザ光調整部13は、仕切壁部29に取り付けられている。仕切壁部29は、筐体11内に設けられており、筐体11内の領域を第3壁部23側の領域と第4壁部24側の領域とに仕切っている。仕切壁部29は、筐体11の一部分として構成されている。レーザ光調整部13が有する各構成は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられている。仕切壁部29は、レーザ光調整部13が有する各構成を支持する光学ベースとして機能している。 The laser light adjustment section 13 is arranged inside the housing 11. The laser beam adjustment section 13 adjusts the laser beam L1 that has entered from the incidence section 12. The laser beam adjustment section 13 is arranged within the housing 11 on the fourth wall section 24 side with respect to the partition wall section 29. The laser beam adjustment section 13 is attached to the partition wall section 29. The partition wall 29 is provided inside the housing 11 and partitions the area inside the housing 11 into an area on the third wall 23 side and an area on the fourth wall 24 side. The partition wall portion 29 is configured as a part of the housing 11. Each component included in the laser beam adjustment section 13 is attached to the partition wall section 29 on the fourth wall section 24 side. The partition wall section 29 functions as an optical base that supports each component of the laser beam adjustment section 13.

集光部14は、第6壁部26に配置されている。具体的には、集光部14は、第6壁部26に形成された孔26aに挿通された状態で、第6壁部26に配置されている。集光部14は、レーザ光調整部13によって調整されたレーザ光L1を集光しつつ筐体11外に出射させる。集光部14は、X方向においては第2壁部22側に片寄っており、Y方向においては第4壁部24側に片寄っている。つまり、X方向における集光部14と第2壁部22との距離は、X方向における集光部14と第1壁部21との距離よりも小さく、Y方向における集光部14と第4壁部24との距離は、X方向における集光部14と第3壁部23との距離よりも小さい。 The light condensing section 14 is arranged on the sixth wall section 26. Specifically, the light condensing part 14 is disposed in the sixth wall part 26 so as to be inserted into a hole 26a formed in the sixth wall part 26. The condensing section 14 condenses the laser beam L1 adjusted by the laser beam adjusting section 13 and emits it to the outside of the housing 11. The light condensing portion 14 is biased toward the second wall portion 22 in the X direction, and biased toward the fourth wall portion 24 in the Y direction. That is, the distance between the light condensing part 14 and the second wall part 22 in the X direction is smaller than the distance between the light condensing part 14 and the first wall part 21 in the The distance to the wall portion 24 is smaller than the distance between the light condensing portion 14 and the third wall portion 23 in the X direction.

図5に示されるように、レーザ光調整部13は、反射部(第1反射部)31と、アッテネータ32と、光軸調整部33と、を有している。反射部31、アッテネータ32及び光軸調整部33は、X方向に沿って延在する第1直線A1上に配置されている。反射部31は、Z方向において入射部12と対向している。すなわち、反射部31は、Z方向において光ファイバ2の出射端部2aと対向している。反射部31は、入射部12から入射したレーザ光L1を第2壁部22側に反射する。反射部31は、例えば、ミラー又はプリズムである。アッテネータ32は、反射部31で反射されたレーザ光L1の出力を調整する。光軸調整部33は、アッテネータ32によって出力が調整されたレーザ光L1を第6壁部26側に反射する。 As shown in FIG. 5, the laser beam adjustment section 13 includes a reflection section (first reflection section) 31, an attenuator 32, and an optical axis adjustment section 33. The reflection section 31, the attenuator 32, and the optical axis adjustment section 33 are arranged on the first straight line A1 extending along the X direction. The reflecting section 31 faces the incident section 12 in the Z direction. That is, the reflection section 31 faces the output end 2a of the optical fiber 2 in the Z direction. The reflecting section 31 reflects the laser beam L1 that has entered from the incident section 12 toward the second wall section 22 side. The reflecting section 31 is, for example, a mirror or a prism. The attenuator 32 adjusts the output of the laser beam L1 reflected by the reflection section 31. The optical axis adjustment section 33 reflects the laser beam L1 whose output has been adjusted by the attenuator 32 toward the sixth wall section 26 side.

光軸調整部33は、入射部12から入射したレーザ光L1の光軸を調整するための部分である。本実施形態では、光軸調整部33は、第1ステアリングミラー331と、反射部材332と、第2ステアリングミラー333と、を有している。 The optical axis adjustment section 33 is a section for adjusting the optical axis of the laser beam L1 incident from the incidence section 12. In this embodiment, the optical axis adjustment section 33 includes a first steering mirror 331, a reflecting member 332, and a second steering mirror 333.

第1ステアリングミラー331は、第1直線A1上に配置されている。第1ステアリングミラー331は、ミラー331a及びホルダ331bによって構成されている。ミラー331aは、ホルダ331bに取り付けられている。ホルダ331bは、仕切壁部29に取り付けられている。ホルダ3331は、ミラー331aの向きの調整が可能となるようにミラー331aを保持している。第1ステアリングミラー331は、アッテネータ32によって出力が調整されたレーザ光L1を第6壁部26側に反射する。 The first steering mirror 331 is arranged on the first straight line A1. The first steering mirror 331 includes a mirror 331a and a holder 331b. Mirror 331a is attached to holder 331b. The holder 331b is attached to the partition wall portion 29. The holder 3331 holds the mirror 331a so that the orientation of the mirror 331a can be adjusted. The first steering mirror 331 reflects the laser beam L1, the output of which has been adjusted by the attenuator 32, toward the sixth wall portion 26 side.

反射部材332は、第1ステアリングミラー331で反射されたレーザ光L1を第2壁部22側に反射する。反射部材332は、例えば、ミラー又はプリズムである。 The reflecting member 332 reflects the laser beam L1 reflected by the first steering mirror 331 toward the second wall portion 22 side. The reflective member 332 is, for example, a mirror or a prism.

第2ステアリングミラー333は、第2直線A2上に配置されている。第2ステアリングミラー333は、ミラー333a及びホルダ333bによって構成されている。ミラー333aは、ホルダ333bに取り付けられている。ホルダ333bは、仕切壁部29に取り付けられている。ホルダ333bは、ミラー333aの向きの調整が可能となるようにミラー333aを保持している。第2ステアリングミラー333は、反射部材332で反射されたレーザ光L1を第6壁部26側に反射する。 The second steering mirror 333 is arranged on the second straight line A2. The second steering mirror 333 includes a mirror 333a and a holder 333b. Mirror 333a is attached to holder 333b. The holder 333b is attached to the partition wall portion 29. The holder 333b holds the mirror 333a so that the orientation of the mirror 333a can be adjusted. The second steering mirror 333 reflects the laser beam L1 reflected by the reflection member 332 toward the sixth wall portion 26 side.

一例として、各ホルダ331b,333bに対しては、第2壁部22に形成された蓋付の開口(図示省略)を介した工具のアクセスが可能である。これにより、後述する観察部17によって取得される画像等を見つつ工具を操作することで、集光部14に入射するレーザ光L1の光軸が集光部14の光軸に一致するように、各ミラー331a,333aの向きを調整することができる。 As an example, each holder 331b, 333b can be accessed by a tool through an opening with a lid (not shown) formed in the second wall portion 22. As a result, by operating the tool while viewing an image etc. acquired by the observation unit 17, which will be described later, the optical axis of the laser beam L1 incident on the condensing unit 14 can be aligned with the optical axis of the condensing unit 14. , the orientation of each mirror 331a, 333a can be adjusted.

レーザ光調整部13は、ビームエキスパンダ34と、反射部(第2反射部)35と、を更に有している。光軸調整部33、ビームエキスパンダ34及び反射部35は、Z方向に沿って延在する第2直線A2上に配置されている。ビームエキスパンダ34は、光軸調整部33で反射されたレーザ光L1の径を拡大する。反射部35は、ビームエキスパンダ34で径が拡大されたレーザ光L1を第1壁部21側且つ第5壁部25側に反射する。反射部35は、例えば、ミラー又はプリズムである。 The laser beam adjustment section 13 further includes a beam expander 34 and a reflection section (second reflection section) 35. The optical axis adjustment section 33, the beam expander 34, and the reflection section 35 are arranged on the second straight line A2 extending along the Z direction. The beam expander 34 expands the diameter of the laser beam L1 reflected by the optical axis adjustment section 33. The reflecting section 35 reflects the laser beam L1 whose diameter has been expanded by the beam expander 34 toward the first wall section 21 side and the fifth wall section 25 side. The reflecting section 35 is, for example, a mirror or a prism.

レーザ光調整部13は、反射型空間光変調器36と、結像光学系37と、を更に有している。反射型空間光変調器36、結像光学系37及び集光部14は、Z方向に沿って延在する第3直線A3上に配置されている。反射型空間光変調器36は、反射部35で反射されたレーザ光L1を変調しつつ第6壁部26側に反射する。反射型空間光変調器36は、例えば、反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)の空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)である。結像光学系37は、反射型空間光変調器36の反射面36aと集光部14の入射瞳面14aとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。結像光学系37は、3つ以上のレンズによって構成されている。 The laser beam adjustment section 13 further includes a reflective spatial light modulator 36 and an imaging optical system 37. The reflective spatial light modulator 36, the imaging optical system 37, and the condensing section 14 are arranged on the third straight line A3 extending along the Z direction. The reflective spatial light modulator 36 modulates the laser beam L1 reflected by the reflection section 35 and reflects it toward the sixth wall section 26 side. The reflective spatial light modulator 36 is, for example, a reflective liquid crystal (LCOS) spatial light modulator (SLM). The imaging optical system 37 constitutes a double-sided telecentric optical system in which the reflective surface 36a of the reflective spatial light modulator 36 and the entrance pupil plane 14a of the condenser 14 are in an imaging relationship. The imaging optical system 37 is composed of three or more lenses.

第1直線A1、第2直線A2及び第3直線A3は、Y方向に垂直な平面上に位置している。第2直線A2は、第3直線A3に対して第2壁部22側に位置している。レーザ加工ヘッド10Aでは、Z方向に沿って入射部12から筐体11内に入射したレーザ光L1は、反射部31で反射されて、第1直線A1上を進行する。第1直線A1上を進行したレーザ光L1は、光軸調整部33で反射されて、第2直線A2上を進行する。第2直線A2上を進行したレーザ光L1は、反射部35及び反射型空間光変調器36で順次に反射されて、第3直線A3上を進行する。第3直線A3上を進行したレーザ光L1は、Z方向に沿って集光部14から筐体11外に出射される。 The first straight line A1, the second straight line A2, and the third straight line A3 are located on a plane perpendicular to the Y direction. The second straight line A2 is located on the second wall portion 22 side with respect to the third straight line A3. In the laser processing head 10A, the laser beam L1 that enters into the housing 11 from the incidence section 12 along the Z direction is reflected by the reflection section 31 and travels on the first straight line A1. The laser beam L1 that has traveled on the first straight line A1 is reflected by the optical axis adjustment section 33 and travels on the second straight line A2. The laser beam L1 that has traveled on the second straight line A2 is sequentially reflected by the reflection section 35 and the reflective spatial light modulator 36, and travels on the third straight line A3. The laser beam L1 that has traveled on the third straight line A3 is emitted from the condensing section 14 to the outside of the housing 11 along the Z direction.

レーザ加工ヘッド10Aは、ダイクロイックミラー15と、測定部16と、観察部17と、駆動部18と、回路部19と、を更に備えている。 The laser processing head 10A further includes a dichroic mirror 15, a measurement section 16, an observation section 17, a drive section 18, and a circuit section 19.

ダイクロイックミラー15は、第3直線A3上において、結像光学系37と集光部14との間に配置されている。つまり、ダイクロイックミラー15は、筐体11内において、レーザ光調整部13と集光部14との間に配置されている。ダイクロイックミラー15は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられている。ダイクロイックミラー15は、レーザ光L1を透過させる。ダイクロイックミラー15は、非点収差を抑制する観点では、例えば、キューブ型、又は、ねじれの関係を有するように配置された2枚のプレート型が好ましい。 The dichroic mirror 15 is arranged between the imaging optical system 37 and the light condensing section 14 on the third straight line A3. That is, the dichroic mirror 15 is disposed within the housing 11 between the laser beam adjustment section 13 and the light condensing section 14 . The dichroic mirror 15 is attached to the partition wall 29 on the fourth wall 24 side. Dichroic mirror 15 transmits laser light L1. From the viewpoint of suppressing astigmatism, the dichroic mirror 15 is preferably, for example, cube-shaped or two plate-shaped arranged in a twisted relationship.

測定部16は、筐体11内において、第3直線A3に対して第1壁部21側に配置されている。つまり、測定部16は、X方向においては、集光部14に対して第1壁部21側に配置されている。測定部16は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられている。測定部16は、対象物100の表面(例えば、レーザ光L1が入射する側の表面)と集光部14との距離を測定するための測定光L10を出力し、集光部14を介して、対象物100の表面で反射された測定光L10を検出する。つまり、測定部16から出力された測定光L10は、集光部14を介して対象物100の表面に照射され、対象物100の表面で反射された測定光L10は、集光部14を介して測定部16で検出される。 The measuring section 16 is arranged within the housing 11 on the first wall section 21 side with respect to the third straight line A3. That is, the measuring section 16 is arranged on the first wall section 21 side with respect to the light condensing section 14 in the X direction. The measuring section 16 is attached to the partition wall section 29 on the fourth wall section 24 side. The measurement unit 16 outputs measurement light L10 for measuring the distance between the surface of the object 100 (for example, the surface on which the laser beam L1 enters) and the light condensing unit 14. , detects the measurement light L10 reflected on the surface of the object 100. That is, the measurement light L10 output from the measurement unit 16 is irradiated onto the surface of the object 100 via the light collection unit 14, and the measurement light L10 reflected from the surface of the object 100 is irradiated via the light collection unit 14. is detected by the measuring section 16.

より具体的には、測定部16から出力された測定光L10は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられたビームスプリッタ20、及びダイクロイックミラー15で順次に反射され、集光部14から筐体11外に出射される。対象物100の表面で反射された測定光L10は、集光部14から筐体11内に入射してダイクロイックミラー15及びビームスプリッタ20で順次に反射され、測定部16に入射し、測定部16で検出される。 More specifically, the measurement light L10 output from the measurement section 16 is sequentially reflected by the beam splitter 20 attached to the partition wall section 29 on the fourth wall section 24 side and the dichroic mirror 15, and is reflected at the light condensing section. The light is emitted from 14 to the outside of the housing 11. The measurement light L10 reflected on the surface of the target object 100 enters the housing 11 from the condensing section 14, is sequentially reflected by the dichroic mirror 15 and the beam splitter 20, enters the measurement section 16, and enters the measurement section 16. Detected in

観察部17は、筐体11内において、第3直線A3に対して第1壁部21側に配置されている。つまり、観察部17は、X方向においては、集光部14に対して第1壁部21側に配置されている。観察部17は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられている。観察部17は、対象物100の表面(例えば、レーザ光L1が入射する側の表面)を観察するための観察光L20を出力し、集光部14を介して、対象物100の表面で反射された観察光L20を検出する。つまり、観察部17から出力された観察光L20は、集光部14を介して対象物100の表面に照射され、対象物100の表面で反射された観察光L20は、集光部14を介して観察部17で検出される。 The observation section 17 is arranged within the housing 11 on the first wall section 21 side with respect to the third straight line A3. That is, the observation section 17 is arranged on the first wall section 21 side with respect to the light condensing section 14 in the X direction. The observation section 17 is attached to the partition wall section 29 on the fourth wall section 24 side. The observation unit 17 outputs observation light L20 for observing the surface of the object 100 (for example, the surface on which the laser beam L1 enters), and reflects it on the surface of the object 100 via the condensing unit 14. The observed observation light L20 is detected. In other words, the observation light L20 output from the observation section 17 is irradiated onto the surface of the object 100 via the light condensing section 14, and the observation light L20 reflected from the surface of the object 100 is irradiated via the light condensing section 14. is detected by the observation unit 17.

より具体的には、観察部17から出力された観察光L20は、ビームスプリッタ20を透過してダイクロイックミラー15で反射され、集光部14から筐体11外に出射される。対象物100の表面で反射された観察光L20は、集光部14から筐体11内に入射してダイクロイックミラー15で反射され、ビームスプリッタ20を透過して観察部17に入射し、観察部17で検出される。なお、レーザ光L1、測定光L10及び観察光L20のそれぞれの波長は、互いに異なっている(少なくともそれぞれの中心波長が互いにずれている)。 More specifically, the observation light L20 output from the observation section 17 passes through the beam splitter 20, is reflected by the dichroic mirror 15, and is emitted from the condensing section 14 to the outside of the housing 11. The observation light L20 reflected by the surface of the object 100 enters the housing 11 from the light condensing section 14, is reflected by the dichroic mirror 15, passes through the beam splitter 20, enters the observation section 17, and enters the observation section 17. Detected at 17. Note that the wavelengths of the laser light L1, the measurement light L10, and the observation light L20 are different from each other (at least their center wavelengths are shifted from each other).

駆動部18は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられている。駆動部18は、例えば圧電素子の駆動力によって、第6壁部26に配置された集光部14をZ方向に沿って移動させる。 The drive section 18 is attached to the partition wall section 29 on the fourth wall section 24 side. The drive section 18 moves the light condensing section 14 disposed on the sixth wall section 26 along the Z direction, for example, by the driving force of a piezoelectric element.

回路部19は、筐体11内において、仕切壁部29に対して第3壁部23側に配置されている。つまり、回路部19は、筐体11内において、レーザ光調整部13、測定部16及び観察部17に対して第3壁部23側に配置されている。回路部19は、仕切壁部29から離間している。回路部19は、例えば、複数の回路基板である。回路部19は、測定部16から出力された信号、及び反射型空間光変調器36に入力する信号を処理する。回路部19は、測定部16から出力された信号に基づいて駆動部18を制御する。一例として、回路部19は、測定部16から出力された信号に基づいて、対象物100の表面と集光部14との距離が一定に維持されるように(すなわち、対象物100の表面とレーザ光L1の集光点との距離が一定に維持されるように)、駆動部18を制御する。 The circuit section 19 is arranged within the housing 11 on the third wall section 23 side with respect to the partition wall section 29. That is, the circuit section 19 is arranged within the housing 11 on the third wall section 23 side with respect to the laser beam adjustment section 13, the measurement section 16, and the observation section 17. The circuit section 19 is spaced apart from the partition wall section 29. The circuit section 19 is, for example, a plurality of circuit boards. The circuit section 19 processes the signal output from the measurement section 16 and the signal input to the reflective spatial light modulator 36. The circuit section 19 controls the drive section 18 based on the signal output from the measurement section 16. As an example, the circuit section 19 controls the distance between the surface of the object 100 and the light collecting section 14 to be maintained constant (i.e., the distance between the surface of the object 100 and the condensing section 14 based on the signal output from the measurement section 16). The driving unit 18 is controlled so that the distance to the focal point of the laser beam L1 is maintained constant.

なお、仕切壁部29には、測定部16、観察部17、駆動部18及び反射型空間光変調器36のそれぞれと回路部19とを電気的に接続するための配線が通る切欠き、孔等(図示省略)が形成されている。また、筐体11には、回路部19と制御部9(図1参照)とを電気的に接続するための配線等が接続されるコネクタ(図示省略)が設けられている。 Note that the partition wall section 29 has cutouts and holes through which wiring for electrically connecting each of the measurement section 16, observation section 17, drive section 18, and reflective spatial light modulator 36 to the circuit section 19 passes. etc. (not shown) are formed. Furthermore, the housing 11 is provided with a connector (not shown) to which wiring and the like for electrically connecting the circuit section 19 and the control section 9 (see FIG. 1) are connected.

レーザ加工ヘッド10Bは、レーザ加工ヘッド10Aと同様に、筐体11と、入射部12と、レーザ光調整部13と、集光部14と、ダイクロイックミラー15と、測定部16と、観察部17と、駆動部18と、回路部19と、を備えている。ただし、レーザ加工ヘッド10Bの各構成は、図2に示されるように、1対の取付部65,66間の中点を通り且つY方向に垂直な仮想平面に関して、レーザ加工ヘッド10Aの各構成と面対称の関係を有するように、配置されている。 The laser processing head 10B, like the laser processing head 10A, includes a housing 11, an entrance section 12, a laser beam adjustment section 13, a condensing section 14, a dichroic mirror 15, a measurement section 16, and an observation section 17. , a driving section 18 , and a circuit section 19 . However, as shown in FIG. 2, each configuration of the laser processing head 10B is different from that of the laser processing head 10A with respect to a virtual plane that passes through the midpoint between the pair of attachment parts 65 and 66 and is perpendicular to the Y direction. They are arranged so as to have a plane symmetrical relationship with.

例えば、レーザ加工ヘッド10Aの筐体11は、第4壁部24が第3壁部23に対してレーザ加工ヘッド10B側に位置し且つ第6壁部26が第5壁部25に対して支持部7側に位置するように、取付部65に取り付けられている。これに対し、レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、第4壁部24が第3壁部23に対してレーザ加工ヘッド10A側に位置し且つ第6壁部26が第5壁部25に対して支持部7側に位置するように、取付部66に取り付けられている。 For example, in the case 11 of the laser processing head 10A, the fourth wall 24 is located on the laser processing head 10B side with respect to the third wall 23, and the sixth wall 26 is supported on the fifth wall 25. It is attached to the attachment part 65 so as to be located on the part 7 side. On the other hand, in the case 11 of the laser processing head 10B, the fourth wall portion 24 is located on the laser processing head 10A side with respect to the third wall portion 23, and the sixth wall portion 26 is located on the side of the laser processing head 10A with respect to the fifth wall portion 25. It is attached to the attachment part 66 so as to be located on the supporting part 7 side.

レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、第3壁部23が取付部66側に配置された状態で筐体11が取付部66に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部66は、ベースプレート66aと、取付プレート66bと、を有している。ベースプレート66aは、Z軸移動部63に設けられたレールに取り付けられている。取付プレート66bは、ベースプレート66aにおけるレーザ加工ヘッド10A側の端部に立設されている。レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、第3壁部23が取付プレート66bに接触した状態で、取付部66に取り付けられている。レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、取付部66に対して着脱可能である。
[レーザ加工ヘッドの作用及び効果]
The casing 11 of the laser processing head 10B is configured such that the casing 11 is attached to the attachment portion 66 with the third wall portion 23 disposed on the attachment portion 66 side. Specifically, it is as follows. The mounting portion 66 includes a base plate 66a and a mounting plate 66b. The base plate 66a is attached to a rail provided on the Z-axis moving section 63. The mounting plate 66b is erected at the end of the base plate 66a on the laser processing head 10A side. The housing 11 of the laser processing head 10B is attached to the attachment portion 66 with the third wall portion 23 in contact with the attachment plate 66b. The housing 11 of the laser processing head 10B is removable from the mounting portion 66.
[Functions and effects of laser processing head]

レーザ加工ヘッド10Aでは、入射部12から集光部14に至るレーザ光L1の光路上に、入射部12から入射したレーザ光L1の光軸を調整するための光軸調整部33が配置されている。これにより、例えば、メンテナンス等のために光ファイバ2の出射端部2aを筐体11から外し、再度、光ファイバ2の出射端部2aを入射部12に接続した際に、集光部14に入射するレーザ光L1の光軸を集光部14の光軸に一致させることができる。また、入射部12がX方向において筐体11の第1壁部21側に片寄っており、集光部14がX方向において筐体11の第2壁部22側に片寄っている。これにより、入射部12から光軸調整部33に至るレーザ光L1の光路が長くなるのを抑制することができ、その結果として、集光部14に入射するレーザ光L1の光軸が集光部14の光軸からずれるのを抑制することができる。よって、レーザ加工ヘッド10Aによれば、レーザ光L1を精度良く集光することができる。 In the laser processing head 10A, an optical axis adjustment section 33 for adjusting the optical axis of the laser beam L1 incident from the incident section 12 is arranged on the optical path of the laser beam L1 from the incident section 12 to the condensing section 14. There is. As a result, for example, when the output end 2a of the optical fiber 2 is removed from the housing 11 for maintenance or the like and the output end 2a of the optical fiber 2 is connected to the input section 12 again, the light condensing section 14 The optical axis of the incident laser beam L1 can be made to coincide with the optical axis of the condenser 14. Further, the incident part 12 is biased toward the first wall 21 of the housing 11 in the X direction, and the light condensing part 14 is biased toward the second wall 22 of the housing 11 in the X direction. Thereby, it is possible to suppress the optical path of the laser beam L1 from the incident section 12 to the optical axis adjustment section 33 from becoming long, and as a result, the optical axis of the laser beam L1 that enters the condensing section 14 is focused. It is possible to suppress deviation from the optical axis of the portion 14. Therefore, according to the laser processing head 10A, the laser beam L1 can be focused with high precision.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、入射部12が筐体11の第5壁部25に配置されており、レーザ光調整部13において、光軸調整部33が、反射部31及びアッテネータ32の後段(レーザ光L1の進行方向における下流側)、且つビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36及び結像光学系37の前段(レーザ光L1の進行方向における上流側)に、配置されている。ビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36及び結像光学系37の前段(レーザ光L1の進行方向における上流側)に配置されている。これにより、レーザ光L1の成形に関する構成である「ビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36、結像光学系37及び集光部14」に入射するレーザ光L1の光軸を調整することができるため、レーザ光L1をより精度良く集光することができる。また、入射部12が第5壁部25に配置されており、レーザ光調整部13において、アッテネータ32が、反射部31と光軸調整部33との間に配置されている。これにより、アッテネータ32の適用による筐体11の大型化を抑制することができる。 In addition, in the laser processing head 10A, the incident part 12 is arranged on the fifth wall part 25 of the housing 11, and in the laser beam adjustment part 13, the optical axis adjustment part 33 is located at the rear stage of the reflection part 31 and the attenuator 32 ( (on the downstream side in the traveling direction of the laser beam L1), and before the beam expander 34, the reflecting section 35, the reflective spatial light modulator 36, and the imaging optical system 37 (on the upstream side in the traveling direction of the laser beam L1). has been done. It is arranged before the beam expander 34, the reflecting section 35, the reflective spatial light modulator 36, and the imaging optical system 37 (on the upstream side in the traveling direction of the laser beam L1). As a result, the optical axis of the laser beam L1 that enters the "beam expander 34, reflection section 35, reflective spatial light modulator 36, imaging optical system 37, and condensing section 14" which is a configuration related to the shaping of the laser beam L1. can be adjusted, so the laser beam L1 can be focused with higher precision. Further, the incidence section 12 is arranged on the fifth wall section 25, and in the laser beam adjustment section 13, the attenuator 32 is arranged between the reflection section 31 and the optical axis adjustment section 33. Thereby, it is possible to suppress the increase in size of the housing 11 due to the application of the attenuator 32.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、レーザ光L1を出力する光源が筐体11内に設けられていないため、筐体11の小型化を図ることができる。更に、筐体11において、第3壁部23と第4壁部24との距離が第1壁部21と第2壁部22との距離よりも小さく、第6壁部26に配置された集光部14がY方向において第4壁部24側に片寄っている。これにより、第3壁部23及び第4壁部24が互いに対向するY方向に沿って筐体11を移動させる場合に、例えば、第4壁部24側に他の構成(例えば、レーザ加工ヘッド10B)が存在したとしても、当該他の構成に集光部14を近付けることができる。また、第3壁部23と第4壁部24との距離が第1壁部21と第2壁部22との距離よりも小さいため、第3壁部23及び第4壁部24が互いに対向するY方向に沿って筐体11を移動させる場合に、筐体11が占有する空間を小さくすることができる。更に、入射部12及び集光部14がY方向において第4壁部24側に片寄っているため、筐体11内の領域のうちレーザ光調整部13に対して第3壁部23側の領域に他の構成(例えば、回路部19)を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。 Furthermore, in the laser processing head 10A, since a light source that outputs the laser beam L1 is not provided in the housing 11, the housing 11 can be made smaller. Further, in the case 11, the distance between the third wall 23 and the fourth wall 24 is smaller than the distance between the first wall 21 and the second wall 22, and the distance between the third wall 23 and the fourth wall 24 is smaller than the distance between the first wall 21 and the second wall 22, The light section 14 is biased toward the fourth wall section 24 in the Y direction. As a result, when moving the housing 11 along the Y direction in which the third wall 23 and the fourth wall 24 face each other, for example, other structures (for example, a laser processing head) are placed on the fourth wall 24 side. 10B), the light condensing unit 14 can be brought close to the other configuration. Further, since the distance between the third wall 23 and the fourth wall 24 is smaller than the distance between the first wall 21 and the second wall 22, the third wall 23 and the fourth wall 24 face each other. When moving the housing 11 along the Y direction, the space occupied by the housing 11 can be reduced. Furthermore, since the incident part 12 and the condensing part 14 are biased towards the fourth wall part 24 in the Y direction, the area in the housing 11 that is closer to the third wall part 23 with respect to the laser beam adjusting part 13 is The area can be effectively utilized by arranging other components (for example, the circuit section 19) in the area.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、回路部19が、筐体11内において、レーザ光調整部13に対して第3壁部23側に配置されている。これにより、筐体11内の領域のうちレーザ光調整部13に対して第3壁部23側の領域を有効に利用することができる。 Further, in the laser processing head 10A, the circuit section 19 is arranged within the housing 11 on the third wall section 23 side with respect to the laser beam adjustment section 13. Thereby, the area on the third wall part 23 side with respect to the laser beam adjustment part 13 out of the area inside the housing 11 can be effectively used.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、レーザ光調整部13が、筐体11内において、仕切壁部29に対して第4壁部24側に配置されており、回路部19が、筐体11内において、仕切壁部29に対して第3壁部23側に配置されている。これにより、回路部19で発生する熱がレーザ光調整部13に伝わり難くなるため、回路部19で発生する熱によってレーザ光調整部13に歪みが生じるのを抑制することができ、レーザ光L1を適切に調整することができる。更に、例えば空冷又は水冷等によって、筐体11内の領域のうち第3壁部23側の領域において回路部19を効率良く冷却することができる。 Furthermore, in the laser processing head 10A, the laser beam adjustment section 13 is disposed within the housing 11 on the fourth wall section 24 side with respect to the partition wall section 29, and the circuit section 19 is disposed within the housing 11 on the fourth wall section 24 side with respect to the partition wall section 29. , are arranged on the third wall portion 23 side with respect to the partition wall portion 29. This makes it difficult for the heat generated in the circuit section 19 to be transmitted to the laser beam adjustment section 13, so that distortion in the laser beam adjustment section 13 due to the heat generated in the circuit section 19 can be suppressed, and the laser beam L1 can be adjusted appropriately. Further, the circuit section 19 can be efficiently cooled in the region inside the housing 11 on the third wall section 23 side, for example, by air cooling or water cooling.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、レーザ光調整部13が仕切壁部29に取り付けられている。これにより、レーザ光調整部13を筐体11内において確実に且つ安定的に支持することができる。 Further, in the laser processing head 10A, the laser beam adjustment section 13 is attached to the partition wall section 29. Thereby, the laser beam adjustment section 13 can be supported reliably and stably within the housing 11.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、回路部19が仕切壁部29から離間している。これにより、回路部19で発生する熱が仕切壁部29を介してレーザ光調整部13に伝わるのをより確実に抑制することができる。 Further, in the laser processing head 10A, the circuit section 19 is spaced apart from the partition wall section 29. Thereby, it is possible to more reliably suppress the heat generated in the circuit section 19 from being transmitted to the laser beam adjustment section 13 via the partition wall section 29.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、測定部16及び観察部17が、筐体11内の領域のうち集光部14に対して第1壁部21側の領域に配置されており、回路部19が、筐体11内の領域のうちレーザ光調整部13に対して第3壁部23側に配置されており、ダイクロイックミラー15が、筐体11内においてレーザ光調整部13と集光部14との間に配置されている。これにより、筐体11内の領域を有効に利用することができる。更に、レーザ加工装置1において、対象物100の表面と集光部14との距離の測定結果に基づいた加工が可能となる。また、レーザ加工装置1において、対象物100の表面の観察結果に基づいた加工が可能となる。 Furthermore, in the laser processing head 10A, the measurement section 16 and the observation section 17 are arranged in a region within the housing 11 on the first wall section 21 side with respect to the light condensing section 14, and the circuit section 19 , is arranged on the third wall 23 side with respect to the laser beam adjustment section 13 in the area inside the housing 11, and the dichroic mirror 15 connects the laser beam adjustment section 13 and the condensing section 14 within the housing 11. is located between. Thereby, the area within the housing 11 can be used effectively. Furthermore, in the laser processing apparatus 1, processing can be performed based on the measurement result of the distance between the surface of the object 100 and the condensing section 14. Furthermore, the laser processing apparatus 1 can perform processing based on the observation results of the surface of the object 100.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、回路部19が、測定部16から出力された信号に基づいて駆動部18を制御する。これにより、対象物100の表面と集光部14との距離の測定結果に基づいてレーザ光L1の集光点の位置を調整することができる。 Further, in the laser processing head 10A, the circuit section 19 controls the drive section 18 based on the signal output from the measurement section 16. Thereby, the position of the condensing point of the laser beam L1 can be adjusted based on the measurement result of the distance between the surface of the object 100 and the condensing section 14.

以上の作用及び効果は、レーザ加工ヘッド10Bによっても同様に奏される。 The above operations and effects are similarly achieved by the laser processing head 10B.

また、レーザ加工装置1では、各レーザ加工ヘッド10A,10Bによってレーザ光L1が精度良く集光されるため、対象物100を効率良く且つ精度良く加工することができる。 Furthermore, in the laser processing apparatus 1, the laser beam L1 is focused with high accuracy by each of the laser processing heads 10A and 10B, so that the object 100 can be processed efficiently and accurately.

また、レーザ加工装置1では、1対の取付部65,66のそれぞれが、Y方向及びZ方向のそれぞれに沿って移動する。これにより、対象物100をより効率良く加工することができる。 Moreover, in the laser processing apparatus 1, each of the pair of attachment parts 65 and 66 moves along each of the Y direction and the Z direction. Thereby, the target object 100 can be processed more efficiently.

また、レーザ加工装置1では、支持部7が、X方向及びY方向のそれぞれに沿って移動し、Z方向に平行な軸線を中心線として回転する。これにより、対象物100をより効率良く加工することができる。
[レーザ加工ヘッドの変形例]
Moreover, in the laser processing apparatus 1, the support part 7 moves along each of the X direction and the Y direction, and rotates about an axis parallel to the Z direction as a center line. Thereby, the target object 100 can be processed more efficiently.
[Modified example of laser processing head]

図6に示されるように、入射部12が筐体11の第1壁部21に配置されており、レーザ光調整部13において、光軸調整部33が、アッテネータ32の後段、且つビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36及び結像光学系37の前段に、配置されていてもよい。図6に示されるレーザ加工ヘッド10Aでは、入射部12、アッテネータ32及び光軸調整部33(具体的には、光軸調整部33の第1ステアリングミラー331)が、第1直線A1上に配置されている(その他は、図5に示されるレーザ加工ヘッド10Aと同じである)。図6に示されるレーザ加工ヘッド10Aでは、アッテネータ32が、入射部12から入射したレーザ光L1の出力を調整する。これによれば、レーザ光L1の成形に関する構成である「ビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36、結像光学系37及び集光部14」に入射するレーザ光L1の光軸を調整することができるため、レーザ光L1をより精度良く集光することができる。また、入射部12と光軸調整部33との間にアッテネータ32が配置されているため、アッテネータ32の適用による筐体11の大型化を抑制することができる。更に、レーザ加工装置1の低背化を図ることができる。以上の構成は、レーザ加工ヘッド10Bにも適用可能である。 As shown in FIG. 6, the incidence section 12 is arranged on the first wall section 21 of the housing 11, and in the laser beam adjustment section 13, the optical axis adjustment section 33 is located downstream of the attenuator 32 and at the beam expander. 34, the reflecting section 35, the reflective spatial light modulator 36, and the imaging optical system 37. In the laser processing head 10A shown in FIG. 6, the incidence section 12, the attenuator 32, and the optical axis adjustment section 33 (specifically, the first steering mirror 331 of the optical axis adjustment section 33) are arranged on the first straight line A1. (Others are the same as the laser processing head 10A shown in FIG. 5). In the laser processing head 10A shown in FIG. 6, the attenuator 32 adjusts the output of the laser beam L1 that has entered from the incidence section 12. According to this, the laser beam L1 that is incident on "the beam expander 34, the reflection section 35, the reflective spatial light modulator 36, the imaging optical system 37, and the condensing section 14" which are the configurations related to the shaping of the laser beam L1. Since the optical axis can be adjusted, the laser beam L1 can be focused more accurately. Further, since the attenuator 32 is disposed between the incident section 12 and the optical axis adjustment section 33, it is possible to suppress the size of the housing 11 due to the application of the attenuator 32. Furthermore, the height of the laser processing apparatus 1 can be reduced. The above configuration is also applicable to the laser processing head 10B.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、図7に示されるように、入射部12が筐体11の第5壁部25に配置されており、レーザ光調整部13において、光軸調整部33が、アッテネータ32、反射部31、ビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36及び結像光学系37の前段に、配置されていてもよい。図7に示されるレーザ加工ヘッド10Aでは、光軸調整部33(具体的には、光軸調整部33の第2ステアリングミラー333)、アッテネータ32及び反射部31が、第1直線A1上に配置されており、光軸調整部33(具体的には、光軸調整部33の第1ステアリングミラー331)がZ方向において入射部12と対向しており、反射部31がZ方向においてビームエキスパンダ34と対向している(その他は、図5に示されるレーザ加工ヘッド10Aと同じである)。図7に示されるレーザ加工ヘッド10Aでは、光軸調整部33が、入射部12から入射したレーザ光L1を筐体11の第2壁部22側に反射し、アッテネータ32が、光軸調整部33で反射されたレーザ光L1の出力を調整し、反射部31が、アッテネータ32によって出力が調整されたレーザ光L1を筐体11の第6壁部26側に反射し、ビームエキスパンダ34が、反射部31で反射されたレーザ光L1の径を拡大する。これによれば、レーザ光L1の成形に関する構成である「ビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36、結像光学系37及び集光部14」に入射するレーザ光L1の光軸を調整することができるため、レーザ光L1をより精度良く集光することができる。また、光軸調整部33と反射部31との間にアッテネータ32が配置されているため、アッテネータ32の適用による筐体11の大型化を抑制することができる。以上の構成は、レーザ加工ヘッド10Bにも適用可能である。 Further, in the laser processing head 10A, as shown in FIG. 32, the reflecting section 31, the beam expander 34, the reflecting section 35, the reflective spatial light modulator 36, and the imaging optical system 37. In the laser processing head 10A shown in FIG. 7, the optical axis adjustment section 33 (specifically, the second steering mirror 333 of the optical axis adjustment section 33), the attenuator 32, and the reflection section 31 are arranged on the first straight line A1. The optical axis adjustment section 33 (specifically, the first steering mirror 331 of the optical axis adjustment section 33) faces the incidence section 12 in the Z direction, and the reflection section 31 faces the beam expander in the Z direction. 34 (the rest is the same as the laser processing head 10A shown in FIG. 5). In the laser processing head 10A shown in FIG. 33, the reflecting section 31 reflects the laser beam L1 whose output was adjusted by the attenuator 32 toward the sixth wall section 26 of the housing 11, and the beam expander 34 adjusts the output of the laser beam L1 reflected by the attenuator 33. , the diameter of the laser beam L1 reflected by the reflection section 31 is expanded. According to this, the laser beam L1 that is incident on "the beam expander 34, the reflection section 35, the reflective spatial light modulator 36, the imaging optical system 37, and the condensing section 14" which are the configurations related to the shaping of the laser beam L1. Since the optical axis can be adjusted, the laser beam L1 can be focused more accurately. Further, since the attenuator 32 is disposed between the optical axis adjustment section 33 and the reflection section 31, it is possible to suppress the case 11 from increasing in size due to the application of the attenuator 32. The above configuration is also applicable to the laser processing head 10B.

また、図5及び図6のそれぞれに示されるレーザ加工ヘッド10Aにおいて、アッテネータ32は、光軸調整部33とビームエキスパンダ34との間に配置されていてもよい。また、図7に示されるレーザ加工ヘッド10Aにおいて、アッテネータ32は、反射部31とビームエキスパンダ34との間に配置されていてもよい。また、図5、図6及び図7のそれぞれに示されるレーザ加工ヘッド10Aにおいて、アッテネータ32は、ビームエキスパンダ34の後段(例えば、反射部35と反射型空間光変調器36との間)に配置されていてもよい。以上のそれぞれの構成は、レーザ加工ヘッド10Bにも適用可能である。 Further, in the laser processing head 10A shown in each of FIGS. 5 and 6, the attenuator 32 may be disposed between the optical axis adjustment section 33 and the beam expander 34. Furthermore, in the laser processing head 10A shown in FIG. 7, the attenuator 32 may be arranged between the reflection section 31 and the beam expander 34. In addition, in the laser processing head 10A shown in each of FIGS. 5, 6, and 7, the attenuator 32 is located downstream of the beam expander 34 (for example, between the reflective section 35 and the reflective spatial light modulator 36). may be placed. Each of the above configurations can also be applied to the laser processing head 10B.

また、光軸調整部33は、第1ステアリングミラー331と、反射部材332と、第2ステアリングミラー333と、を有するものに限定されない。光軸調整部33は、入射部12から入射したレーザ光L1の光軸を調整するための構成を有していればよい。一例として、光軸調整部33は、X方向に沿って第1壁部21側から入射したレーザ光L1を第1壁部21側且つ第5壁部25側に反射する第1ステアリングミラー331と、第1ステアリングミラー331で反射されたレーザ光L1をZ方向に沿って第6壁部26側に反射する第2ステアリングミラー333と、を有するものであってもよい。また、第1ステアリングミラー331及び第2ステアリングミラー333のそれぞれは、電動で動作する電動ミラーであってもよい。その場合、第1ステアリングミラー331及び第2ステアリングミラー333は、観察部17によって取得された画像に基づいて各ミラー331a,333aの向きを自動で調整するように構成されていてもよい。 Further, the optical axis adjustment section 33 is not limited to having the first steering mirror 331, the reflecting member 332, and the second steering mirror 333. The optical axis adjustment section 33 only needs to have a configuration for adjusting the optical axis of the laser beam L1 incident from the incidence section 12. As an example, the optical axis adjustment section 33 includes a first steering mirror 331 that reflects the laser beam L1 incident from the first wall section 21 side along the X direction toward the first wall section 21 side and the fifth wall section 25 side. , and a second steering mirror 333 that reflects the laser beam L1 reflected by the first steering mirror 331 toward the sixth wall portion 26 along the Z direction. Furthermore, each of the first steering mirror 331 and the second steering mirror 333 may be an electrically operated mirror. In that case, the first steering mirror 331 and the second steering mirror 333 may be configured to automatically adjust the orientation of each mirror 331a, 333a based on the image acquired by the observation unit 17.

また、筐体11は、第1壁部21、第2壁部22、第3壁部23及び第5壁部25の少なくとも1つがレーザ加工装置1の取付部65(又は取付部66)側に配置された状態で筐体11が取付部65(又は取付部66)に取り付けられるように、構成されていればよい。 Further, in the case 11, at least one of the first wall 21, the second wall 22, the third wall 23, and the fifth wall 25 is located on the side of the mounting section 65 (or mounting section 66) of the laser processing device 1. It is sufficient that the housing 11 is configured so that it can be attached to the attachment part 65 (or the attachment part 66) in the arranged state.

また、回路部19は、測定部16から出力された信号、及び/又は、反射型空間光変調器36に入力する信号を処理するものに限定されず、レーザ加工ヘッドにおいて何らかの信号を処理するものであればよい。 Further, the circuit section 19 is not limited to one that processes the signal output from the measurement section 16 and/or the signal input to the reflective spatial light modulator 36, but is one that processes some kind of signal in the laser processing head. That's fine.

また、光源ユニット8は、1つの光源を有するものであってもよい。その場合、光源ユニット8は、1つの光源から出力されたレーザ光の一部を出射部81aから出射し且つ当該レーザ光の残部を出射部82aから出射するように、構成されていればよい。
[レーザ加工装置の動作等について]
Moreover, the light source unit 8 may have one light source. In that case, the light source unit 8 only needs to be configured so that a part of the laser light output from one light source is emitted from the emitting part 81a, and the remaining part of the laser light is emitted from the emitting part 82a.
[About the operation of laser processing equipment]

引き続いて、レーザ加工装置1の動作について説明する。図8は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。図1及び以降の図においては、レーザ加工ヘッド10A,10Bの模式化された内部を示す。図1,8に示されるように、支持部7には、対象物100が支持されている。なお、図中の符号Sは、上述した測定部16や観察部17といったように、改質領域を形成するためのレーザ光L1,L2の照射に係る光学系以外の光学系を代表して示している。 Subsequently, the operation of the laser processing apparatus 1 will be explained. FIG. 8 is a schematic top view showing the operation of the laser processing device. In FIG. 1 and subsequent figures, the interiors of the laser processing heads 10A and 10B are schematically shown. As shown in FIGS. 1 and 8, a target object 100 is supported by the support section 7. As shown in FIGS. Note that the symbol S in the figure represents an optical system other than the optical system related to the irradiation of the laser beams L1 and L2 for forming the modified region, such as the measurement section 16 and observation section 17 described above. ing.

対象物100には、上述したように、X方向に沿って延びると共にY方向に沿って配列された複数のラインCが設定されている。ラインCは、仮想的な線であるが、実際に描かれた線であってもよい。なお、対象物100には、Y方向に沿って延びると共にX方向に沿って配列された複数のラインも設定されているが、その図示が省略されている。 As described above, the object 100 has a plurality of lines C extending along the X direction and arranged along the Y direction. Although the line C is a virtual line, it may be an actually drawn line. Although a plurality of lines extending along the Y direction and arranged along the X direction are also set on the object 100, illustration thereof is omitted.

レーザ加工装置1は、制御部9の制御のもとで各ラインCに沿ったレーザ加工を行う照射処理を実施する。制御部9は、照射処理では、少なくとも、移動機構5による支持部7の移動と、移動機構6によるレーザ加工ヘッド10A,10Bの移動と、レーザ加工ヘッド10A及びレーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L1,L2の照射と、を制御する。レーザ加工装置1にあっては、制御部9は、照射処理として、第1処理と第2処理とを実行する(照射処理は、第1処理と第2処理とを含む)。 The laser processing apparatus 1 performs an irradiation process in which laser processing is performed along each line C under the control of the control unit 9. In the irradiation process, the control unit 9 at least moves the support unit 7 by the moving mechanism 5, moves the laser processing heads 10A and 10B by the moving mechanism 6, and controls the laser beam L1 from the laser processing head 10A and the laser processing head 10B. , L2 irradiation. In the laser processing apparatus 1, the control unit 9 executes a first process and a second process as the irradiation process (the irradiation process includes the first process and the second process).

第1処理は、複数のラインCの一のラインCに対してレーザ加工ヘッド10Aからのレーザ光L1をX方向にスキャンする処理である。第2処理は、複数のラインCのうちの別のラインCに対してレーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2をX方向にスキャンする処理である。 The first process is a process of scanning one line C of the plurality of lines C with the laser beam L1 from the laser processing head 10A in the X direction. The second process is a process of scanning another line C among the plurality of lines C with the laser beam L2 from the laser processing head 10B in the X direction.

制御部9がレーザ光L1,L2をX方向にスキャンするとは、以下のような動作によりそれぞれの集光点をX方向に沿って移動させることである。すなわち、まず、移動機構6のY軸移動部61、及びZ軸移動部63,64を介して、レーザ加工ヘッド10A,10BをY方向及びZ方向に移動させて、レーザ光L1,L2の集光点を、それぞれのラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。そして、その状態において、移動機構5を介して支持部をX方向に沿って移動させると共に、X軸移動部62A,62Bを介してレーザ加工ヘッド10A,10BをX方向に沿って、支持部7と反対方向に移動させることにより、対象物100内をラインCに沿ってX方向に沿ってレーザ光L1,L2の集光点を移動させる。 When the control unit 9 scans the laser beams L1 and L2 in the X direction, it means to move the respective focal points along the X direction by the following operation. That is, first, the laser processing heads 10A and 10B are moved in the Y direction and the Z direction via the Y-axis moving section 61 and the Z-axis moving sections 63 and 64 of the moving mechanism 6, and the laser beams L1 and L2 are focused. The light spots are positioned on each line C and inside the object 100. In this state, the support section is moved along the X direction via the moving mechanism 5, and the laser processing heads 10A, 10B are moved along the X direction via the X-axis moving sections 62A, 62B. By moving in the opposite direction, the condensing points of the laser beams L1 and L2 are moved within the object 100 along the line C in the X direction.

特に、ここでは、制御部9は、第1処理と第2処理とを、少なくとも一部の時間において重複するように実行する。すなわち、制御部9は、一のラインCに沿ってレーザ光L1がスキャンされている状態と、別のラインCに沿ってレーザ光L2がスキャンされている状態とが、同時に実現されるようにする。つまり、制御部9は、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとを同時に稼働する。これにより、1つのレーザ加工ヘッドを用いた加工に比べて明確にスループットの向上が図られる。 In particular, here, the control unit 9 executes the first process and the second process so as to overlap at least part of the time. That is, the control unit 9 controls the control unit 9 so that a state in which the laser light L1 is scanned along one line C and a state in which the laser light L2 is scanned along another line C are simultaneously realized. do. That is, the control unit 9 operates the laser processing head 10A and the laser processing head 10B at the same time. As a result, throughput can be clearly improved compared to processing using a single laser processing head.

制御部9は、1つのラインCに沿ったレーザ光L1,L2のスキャンが完了すると、レーザ加工ヘッド10A,10Bのそれぞれを独立してラインCの間隔の分だけY方向(必要に応じてZ方向)に移動させて、次のラインCに沿ったレーザ光L1,L2のスキャン(すなわち第1処理及び第2処理)を続ける。制御部9は、概ねラインCの本数分だけこの動作を続けて行うことにより、全てのラインCに沿って改質領域Mを形成する。 When the scanning of the laser beams L1 and L2 along one line C is completed, the control unit 9 independently moves each of the laser processing heads 10A and 10B in the Y direction (Z direction as necessary) by the distance of the line C. direction), and scanning of the laser beams L1 and L2 along the next line C (ie, the first process and the second process) is continued. The control unit 9 forms modified regions M along all the lines C by continuously performing this operation approximately for the number of lines C.

このとき、制御部9は、複数のラインCのうちの対象物100のY方向の一方の端部に位置するラインCからY方向の内側のラインCに向けて順に第1処理を実行する。これと共に、制御部9は、複数のラインCのうちの対象物100のY方向の他方の端部に位置するラインCからY方向の内側のラインに向けて順に第2処理を実行する(これを主加工処理と称する)。Y方向の一方の端部に位置するラインCと、Y方向の他方の端部に位置するラインCとは、X方向について互いに同一の長さを有している。 At this time, the control unit 9 sequentially executes the first process from the line C located at one end of the target object 100 in the Y direction among the plurality of lines C toward the inner line C in the Y direction. At the same time, the control unit 9 sequentially executes the second process from the line C located at the other end of the object 100 in the Y direction among the plurality of lines C toward the inner line in the Y direction. (referred to as main processing). The line C located at one end in the Y direction and the line C located at the other end in the Y direction have the same length in the X direction.

この点についてより詳細に説明する。主加工処理においては、まず、制御部9は、Y軸移動部61及びZ軸移動部63を制御することにより、レーザ加工ヘッド10AをY方向及びZ方向に移動させる。これにより、レーザ光L1の集光点を、対象物100のY方向の一方の端部に位置するラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。同時に、制御部9は、Y軸移動部61及びZ軸移動部64を制御することにより、レーザ加工ヘッド10BをY方向及びZ方向に移動させる。これにより、レーザ光L2の集光点を、対象物100のY方向の他方の端部に位置するラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。このとき、レーザ光L1の集光点のX方向の位置とレーザ光L2の集光点のX方向の位置とは、例えば一致している。 This point will be explained in more detail. In the main processing, the control section 9 first moves the laser processing head 10A in the Y direction and the Z direction by controlling the Y-axis moving section 61 and the Z-axis moving section 63. Thereby, the condensing point of the laser beam L1 is placed on the line C located at one end of the object 100 in the Y direction and at a position inside the object 100. At the same time, the control unit 9 controls the Y-axis moving unit 61 and the Z-axis moving unit 64 to move the laser processing head 10B in the Y direction and the Z direction. Thereby, the condensing point of the laser beam L2 is placed on the line C located at the other end of the object 100 in the Y direction and at a position inside the object 100. At this time, the position of the focal point of the laser beam L1 in the X direction and the position of the focal point of the laser beam L2 in the X direction, for example, match.

その状態において、制御部9は、移動機構5の移動部53を制御することにより、支持部7をX方向に沿って移動させる。また、その状態において、制御部9は、X軸移動部62Aを制御することにより、レーザ加工ヘッド10AをX方向に沿って支持部7と反対方向に移動させる。さらに、制御部9は、その状態においえt、X軸移動部62Bを制御することにより、レーザ加工ヘッド10BをX方向に沿って支持部7と反対方向に移動させる。これにより、対象物100内を、それぞれのラインCに沿ってX方向に沿ってレーザ光L1,L2の集光点が移動させられる。 In this state, the control section 9 controls the moving section 53 of the moving mechanism 5 to move the support section 7 along the X direction. Furthermore, in this state, the control section 9 moves the laser processing head 10A in the direction opposite to the support section 7 along the X direction by controlling the X-axis moving section 62A. Further, in this state, the control section 9 moves the laser processing head 10B in the direction opposite to the support section 7 along the X direction by controlling the X-axis moving section 62B. As a result, the focal points of the laser beams L1 and L2 are moved within the object 100 along the respective lines C in the X direction.

すなわち、制御部9は、レーザ加工ヘッド10A,10Bからレーザ光L1,L2が出力されている状態において、X方向に沿って支持部7とレーザ加工ヘッド10A,10Bとを互いに反対方向に移動させるように移動機構5,6を制御することにより、それぞれのラインCに沿って対象物100にレーザ光L1,L2を照射する(照射処理を実施する)。 That is, the control unit 9 moves the support unit 7 and the laser processing heads 10A, 10B in mutually opposite directions along the X direction in a state where the laser beams L1, L2 are output from the laser processing heads 10A, 10B. By controlling the moving mechanisms 5 and 6 in this manner, the object 100 is irradiated with the laser beams L1 and L2 along the respective lines C (irradiation processing is performed).

特に、制御部9は、第1処理として、X方向に沿って支持部7とレーザ加工ヘッド10Aとを互いに反対方向に移動させるように、移動機構5及び移動機構6(X軸移動部62A)を制御し、第2処理として、第1処理と同一のタイミングにおいて、X方向に沿って支持部7とレーザ加工ヘッド10Bとを互いに反対方向に移動させるように、移動機構5及び移動機構6(X軸移動部62B)を制御する。これにより、それぞれのラインCに対する第1処理と第2処理とが、同時に開始されると共に同時に完了する。すなわち、ここでは、第1処理と第2処理とがその全体において重複している。これにより、ラインCに沿って対象物100の内部に改質領域Mが形成される。 In particular, as the first process, the control unit 9 controls the moving mechanism 5 and the moving mechanism 6 (X-axis moving unit 62A) to move the supporting unit 7 and the laser processing head 10A in opposite directions along the X direction. The moving mechanism 5 and the moving mechanism 6 ( X-axis moving unit 62B). As a result, the first process and the second process for each line C are started and completed at the same time. That is, here, the first process and the second process overlap in their entirety. Thereby, a modified region M is formed inside the object 100 along the line C.

なお、照射処理における支持部7のX方向に沿った移動の速さと、レーザ加工ヘッド10A,10BのX方向に沿った移動の速さとの関係は、合計の速さが集光点の移動の速さの目標値に至る範囲において制御部9が任意に設定できる。一例として、ここでは、制御部9は、X方向に沿ったレーザ加工ヘッド10A,10Bの速さを、X方向に沿った支持部7の速さよりも小さくする。さらに、レーザ加工ヘッド10Aの速度及びレーザ加工ヘッド10Bの速度は、レーザ光L1,L2の照射の対象となるラインCの長さが互いに同一の場合には、互いに同一とすることができる。ただし、例えば、レーザ光L1の照射の対象となるラインCの長さと、レーザ光L2の照射の対象となるラインCの長さとが、互いに異なる場合等には、レーザ加工ヘッド10Aの速度とレーザ加工ヘッド10Bの速度とを互いに異ならせてもよい。 Note that the relationship between the speed of movement of the support part 7 along the X direction in the irradiation process and the speed of movement of the laser processing heads 10A and 10B along the X direction is that the total speed is the same as the movement of the focal point. The control unit 9 can arbitrarily set the speed within a range that reaches the target value. As an example, here, the control section 9 makes the speed of the laser processing heads 10A, 10B along the X direction smaller than the speed of the support section 7 along the X direction. Further, the speed of the laser processing head 10A and the speed of the laser processing head 10B can be made the same when the lengths of the lines C to which the laser beams L1 and L2 are irradiated are the same. However, if, for example, the length of the line C to be irradiated with the laser beam L1 and the length of the line C to be irradiated with the laser beam L2 are different from each other, the speed of the laser processing head 10A The speed of the processing head 10B may be made different from each other.

続いて、制御部9は、Y軸移動部61を制御することにより、レーザ加工ヘッド10AをY方向に移動させる。これにより、レーザ光L1の集光点が、対象物100のY方向の一方の端部から1つだけ内側に位置するラインC上であって、対象物100の内部となる位置に位置させた状態とされる。同時に、制御部9は、Y軸移動部61を制御することによって、レーザ加工ヘッド10Bを移動させる。これにより、レーザ光L2の集光点が、対象物100のY方向の他方の端部から1つだけ内側に位置するラインC上であって、対象物100の内部となる位置に位置させた状態とされる。このとき、レーザ光L1の集光点のX方向の位置とレーザ光L2の集光点のX方向の位置とは、例えば一致している。 Subsequently, the control unit 9 controls the Y-axis moving unit 61 to move the laser processing head 10A in the Y direction. As a result, the condensing point of the laser beam L1 is located on the line C that is located one line inward from one end of the object 100 in the Y direction, and is located inside the object 100. state. At the same time, the control section 9 controls the Y-axis moving section 61 to move the laser processing head 10B. As a result, the condensing point of the laser beam L2 is located on the line C that is located only one line inward from the other end of the object 100 in the Y direction, and is located inside the object 100. state. At this time, the position of the focal point of the laser beam L1 in the X direction and the position of the focal point of the laser beam L2 in the X direction, for example, match.

その状態において、制御部9は、移動機構5,6の制御により、支持部7とレーザ加工ヘッド10A,10BとをX方向に沿って互いに反対方向に移動させることにより、対象物100内をそれぞれのラインCに沿ってX方向に沿ってレーザ光L1,L2の集光点を移動させる。これにより、ここでも、それぞれのラインCに対する第1処理と第2処理とが、同時に開始されると共に同時に完了する。すなわち、ここでも、第1処理と第2処理とがその全体において重複している。この制御部9の動作を繰り返し行うことにより、対象物100のより内側のラインCに至るまで、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとを同時に稼働させて無駄なくレーザ加工ができる。 In this state, the control unit 9 controls the moving mechanisms 5 and 6 to move the support unit 7 and the laser processing heads 10A and 10B in opposite directions along the The condensing points of the laser beams L1 and L2 are moved along the line C in the X direction. As a result, the first process and the second process for each line C are started and completed simultaneously here as well. That is, here as well, the first process and the second process overlap in their entirety. By repeating this operation of the control unit 9, the laser processing head 10A and the laser processing head 10B can be operated simultaneously to perform laser processing without waste until reaching the inner line C of the object 100.

なお、各図においては、説明の必要上から、改質領域Mを実線として示しているが、対象物100の表面から実際に改質領域Mが見えていることを要さない。 Note that in each figure, the modified region M is shown as a solid line for the sake of explanation, but it is not necessary that the modified region M is actually visible from the surface of the object 100.

ここで、図9に示されるように、上記の動作を繰り返すうちに、より対象物100の内側の領域において、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとの位置関係が、互いの距離がY方向にこれ以上縮まらない位置関係(例えば、互いに接触する間近の状態)となり、且つ、それぞれの集光部14の間の距離Dに相当する対象物100の領域に、未加工のラインCが残存している場合がある。この場合には、上記のように第1処理と第2処理とを同時に実行することが困難となる。したがって、制御部9は、この場合には、次のような後加工処理を実行する。 Here, as shown in FIG. 9, as the above operation is repeated, the positional relationship between the laser processing head 10A and the laser processing head 10B becomes smaller in the Y direction in the inner region of the object 100. The unprocessed line C remains in the area of the object 100 where the positional relationship does not shrink any further (for example, they are in close contact with each other) and corresponds to the distance D between the respective light condensing parts 14. There may be cases where In this case, it becomes difficult to simultaneously execute the first process and the second process as described above. Therefore, in this case, the control unit 9 executes the following post-processing process.

すなわち、図10に示されるように、制御部9は、主加工処理の結果、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10BとがY方向について最接近したときに、対象物100におけるそれぞれの集光部14の間の領域に一部のラインCが残存しているときには、レーザ加工ヘッド10Aを対象物100の当該領域から退避させつつ、レーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2を当該一部のラインCに対してX方向にスキャンする(第2処理を実行する)後加工処理を実行する。なお、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとは逆でもよい。 That is, as shown in FIG. 10, when the laser processing head 10A and the laser processing head 10B come closest to each other in the Y direction as a result of the main processing, the control unit 9 controls the respective light condensing parts of the object 100. When some lines C remain in the area between 14 and 14, the laser beam L2 from the laser processing head 10B is directed to the part of the lines C while retracting the laser processing head 10A from the area of the object 100. A post-processing process of scanning in the X direction (executing the second process) is executed. Note that the laser processing head 10A and the laser processing head 10B may be reversed.

これにより、全てのラインCに対してレーザ加工が完了する。その後、必要に応じて、支持部7を回転させることによりラインCに交差するラインをX方向に沿うように設定し、上記の動作を繰り返すことができる。
[レーザ加工装置の作用及び効果]
As a result, laser processing for all lines C is completed. After that, if necessary, by rotating the support part 7, a line intersecting the line C can be set along the X direction, and the above operation can be repeated.
[Actions and effects of laser processing equipment]

以上説明したように、レーザ加工装置1では、対象物100を支持するための支持部7が、移動機構5によってX方向に移動可能とされており、且つ、支持部7に支持された対象物100に対してレーザ光L1を照射するためのレーザ加工ヘッド10Aが、移動機構6によってX方向及びY方向に移動可能とされている。これにより、レーザ加工装置1では、制御部9の制御のもとで、X方向に沿って支持部7とレーザ加工ヘッド10Aとを互いに反対方向に移動させながら、ラインCに沿って対象物100にレーザ光L1を照射する照射処理(第1処理)を実施できる。よって、レーザ光L1の照射に際して対象物100側(支持部7)のみを移動させる場合と比較して、加工速度を向上可能である。 As explained above, in the laser processing apparatus 1, the support part 7 for supporting the object 100 is movable in the X direction by the moving mechanism 5, and the object supported by the support part 7 is A laser processing head 10A for irradiating the laser beam L1 onto the laser beam L1 is movable in the X direction and the Y direction by a moving mechanism 6. As a result, in the laser processing apparatus 1, under the control of the control section 9, the support section 7 and the laser processing head 10A are moved in mutually opposite directions along the X direction, while the object 100 is moved along the line C. An irradiation process (first process) in which the laser beam L1 is irradiated can be performed. Therefore, the processing speed can be improved compared to the case where only the object 100 side (support part 7) is moved during irradiation with the laser beam L1.

特に、レーザ加工装置1では、対象物100を撮像するためのカメラACが、レーザ加工ヘッド10AのX方向の移動を担うX軸移動部62Aと別の部材(X軸移動部62C)を介して、Y軸移動部61に取り付けられている。このため、照射処理の際に、カメラACを付随させずにレーザ加工ヘッド10A(及び支持部7)のみをX方向に沿って移動させることができる。よって、レーザ加工ヘッド10AのX方向に沿った移動速度をより向上させ、加工速度を確実に向上可能である。 In particular, in the laser processing apparatus 1, the camera AC for capturing an image of the target object 100 is connected to the X-axis moving section 62A, which is responsible for moving the laser processing head 10A in the , are attached to the Y-axis moving section 61. Therefore, during the irradiation process, only the laser processing head 10A (and the support section 7) can be moved along the X direction without accompanying the camera AC. Therefore, the moving speed of the laser processing head 10A along the X direction can be further improved, and the processing speed can be reliably improved.

なお、レーザ加工装置1では、上記のとおり、照射処理の際に支持部7とレーザ加工ヘッド10Aとを互いに反対方向に移動させることにより、対象物100に対するレーザ光L1の集光点の移動速度を向上させ得る。換言すれば、集光点の目標の移動速度が、支持部7及びレーザ加工ヘッド10Aのそれぞれで分担される。このため、支持部7及びレーザ加工ヘッド10Aの一方を移動させる場合と比較して、それぞれの移動速度の最大値を抑えることが可能である。この結果、支持部7及びレーザ加工ヘッド10Aの加減速に係る時間及び距離が削減され得る。 In addition, in the laser processing apparatus 1, as described above, by moving the support part 7 and the laser processing head 10A in mutually opposite directions during the irradiation process, the moving speed of the condensing point of the laser beam L1 with respect to the object 100 can be adjusted. can be improved. In other words, the target moving speed of the condensing point is shared between the support section 7 and the laser processing head 10A. Therefore, compared to the case where one of the support section 7 and the laser processing head 10A is moved, it is possible to suppress the maximum value of each moving speed. As a result, the time and distance involved in accelerating and decelerating the support portion 7 and the laser processing head 10A can be reduced.

また、レーザ加工装置1では、移動機構6は、X方向に互いに対向して配置された一対のY軸移動部61を含み、X軸移動部62Aは、一対のY軸移動部61に掛け渡されて支持されていてもよい。この場合、レーザ加工ヘッド10Aが確実に支持される。 Furthermore, in the laser processing apparatus 1, the moving mechanism 6 includes a pair of Y-axis moving parts 61 disposed opposite to each other in the X direction, and the X-axis moving part 62A spans the pair of Y-axis moving parts 61. may be supported. In this case, the laser processing head 10A is reliably supported.

ここで、レーザ加工ヘッド10Aの重量は、支持部7の重量よりも軽量であることが一般的である。したがって、集光点を目標の移動速度で移動させるに際して、レーザ加工ヘッド10Aを支持部7よりも速く移動させる(すなわち、レーザ加工ヘッド10Aの速度の負担を相対的に大きくする)ことが考えられる。 Here, the weight of the laser processing head 10A is generally lighter than the weight of the support section 7. Therefore, when moving the focal point at the target moving speed, it is conceivable to move the laser processing head 10A faster than the support section 7 (that is, to relatively increase the speed burden on the laser processing head 10A). .

これに対して、レーザ加工装置1では、制御部9は、照射処理において、X方向に沿ったレーザ加工ヘッド10Aの速さを、X方向に沿った支持部7の速さよりも小さくする。このように、レーザ加工ヘッド10Aに対して、光源81からレーザ光L1を導入するための光ファイバ2が接続されている場合には、レーザ加工ヘッド10Aと支持部7との重量の関係に関わらず、レーザ加工ヘッド10Aを相対的に遅くする(すなわち、レーザ加工ヘッド10Aの速度の負担を相対的に小さくする)ことによって、光ファイバ2の保護を図ることが可能である。 On the other hand, in the laser processing apparatus 1, the control section 9 makes the speed of the laser processing head 10A along the X direction smaller than the speed of the support section 7 along the X direction in the irradiation process. In this way, when the optical fiber 2 for introducing the laser beam L1 from the light source 81 is connected to the laser processing head 10A, regardless of the weight relationship between the laser processing head 10A and the support section 7, First, it is possible to protect the optical fiber 2 by making the laser processing head 10A relatively slow (that is, by making the speed burden on the laser processing head 10A relatively small).

さらに、レーザ加工装置1では、支持部7に支持された対象物100に対してレーザ光L2を照射するためのレーザ加工ヘッド10Bを備えている。移動機構6は、X方向に沿って延びると共にレーザ加工ヘッド10Bが取り付けられており、レーザ加工ヘッド10BをX方向に沿って移動させるためのX軸移動部62Bを含む。Y軸移動部61は、X軸移動部62Bが取り付けられており、X軸移動部62BをY方向に沿って移動させるための機能を有している。そして、制御部9は、照射処理において、複数のラインCの一のラインCに対してレーザ加工ヘッド10Aからのレーザ光L1を照射する第1処理と、複数のラインCのうちの別のラインCに対してレーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2を照射する第2処理とを、少なくとも一部の時間において重複するよう実施する。このように、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとを、少なくとも一部の時間において同時に稼働させることにより、スループットが向上される。 Further, the laser processing apparatus 1 includes a laser processing head 10B for irradiating the object 100 supported by the support section 7 with the laser beam L2. The moving mechanism 6 extends along the X direction, has the laser processing head 10B attached thereto, and includes an X-axis moving section 62B for moving the laser processing head 10B along the X direction. The Y-axis moving section 61 has an X-axis moving section 62B attached thereto, and has a function of moving the X-axis moving section 62B along the Y direction. In the irradiation process, the control unit 9 performs a first process of irradiating one line C of the plurality of lines C with the laser beam L1 from the laser processing head 10A, and a first process of irradiating one line C of the plurality of lines C with the laser beam L1. The second process of irradiating C with the laser beam L2 from the laser processing head 10B is performed so as to overlap at least part of the time. In this way, by operating the laser processing head 10A and the laser processing head 10B simultaneously at least part of the time, throughput is improved.

なお、第1処理では、制御部9は、X方向に沿って支持部7とレーザ加工ヘッド10Aとを互いに反対方向に移動させるように移動機構5及び移動機構6(X軸移動部62A)を制御し、第2処理では、制御部9は、X方向に沿って支持部7とレーザ加工ヘッド10Bとを互いに反対方向に移動させるように移動機構5及び移動機構6(X軸移動部62B)を制御する。
[レーザ加工装置の変形例]
In addition, in the first process, the control unit 9 causes the moving mechanism 5 and the moving mechanism 6 (X-axis moving unit 62A) to move the supporting unit 7 and the laser processing head 10A in mutually opposite directions along the X direction. In the second process, the control section 9 moves the moving mechanism 5 and the moving mechanism 6 (X-axis moving section 62B) so as to move the supporting section 7 and the laser processing head 10B in mutually opposite directions along the X direction. control.
[Modified example of laser processing equipment]

以上の実施形態は、本発明に係るレーザ加工装置の一実施形態について説明したものである。したがって、上記のレーザ加工装置1は、任意に変形され得る。 The above embodiment describes one embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention. Therefore, the above laser processing apparatus 1 can be modified as desired.

例えば、図11に示されるように、レーザ加工装置1は、レーザ加工ヘッド10Bを備えていなくてもよい。また、これに伴い、移動機構6は、レーザ加工ヘッド10Bを移動させるためのX軸移動部62B及びZ軸移動部64等を含まなくてもよい。この場合であっても、照射処理において、支持部7とレーザ加工ヘッド10Aとを互いに反対方向に移動させながらレーザ光L1を照射することにより、加工速度の向上を図ることが可能である。特に、この場合でも、照射処理の際に、カメラACを付随させずにレーザ加工ヘッド10A(及び支持部7)のみをX方向に沿って移動させることができるため、レーザ加工ヘッド10AのX方向に沿った移動速度を向上させ、より確実に加工速度を向上可能である。なお、図11~13では、取付部55の図示が省略されている。 For example, as shown in FIG. 11, the laser processing apparatus 1 does not need to include the laser processing head 10B. Further, in accordance with this, the moving mechanism 6 does not need to include the X-axis moving section 62B, the Z-axis moving section 64, etc. for moving the laser processing head 10B. Even in this case, in the irradiation process, it is possible to improve the processing speed by irradiating the laser beam L1 while moving the support part 7 and the laser processing head 10A in mutually opposite directions. In particular, even in this case, since only the laser processing head 10A (and the support part 7) can be moved along the X direction without accompanying the camera AC during the irradiation process, the laser processing head 10A can be moved in the X direction. It is possible to improve the movement speed along the line and more reliably increase the processing speed. Note that in FIGS. 11 to 13, illustration of the mounting portion 55 is omitted.

また、図12及び図13に示されるように、レーザ加工装置1にあっては、カメラACが、レーザ加工ヘッド10AをX方向に沿って移動させるためのX軸移動部62Aに、レーザ加工ヘッド10Aと共に取り付けられることにより、X軸移動部62Aを介してY軸移動部61に取り付けられていてもよい。図12の例では、レーザ加工ヘッド10Bが備えられておらず、図13の例では、レーザ加工ヘッド10Bが備えられている。これらの場合には、カメラACを別途にY軸移動部61に取り付けるための構成が不要となり、装置構成の簡素化が図られる。この場合については、下記の付記が参照され得る。 Further, as shown in FIGS. 12 and 13, in the laser processing apparatus 1, the camera AC is connected to the laser processing head in the X-axis moving section 62A for moving the laser processing head 10A along the X direction. By being attached together with 10A, it may be attached to the Y-axis moving section 61 via the X-axis moving section 62A. In the example of FIG. 12, the laser processing head 10B is not provided, and in the example of FIG. 13, the laser processing head 10B is provided. In these cases, there is no need for a separate configuration for attaching the camera AC to the Y-axis moving unit 61, and the device configuration can be simplified. Regarding this case, reference may be made to the additional notes below.

また、以上の例では、X軸移動部62A,62B,62Cが、一対のY軸移動部61に掛け渡されて支持されている場合を示した。しかし、移動機構6は、単一のY軸移動部61を含み、X軸移動部62A,62B,62Cは、当該単一のY軸移動部61に片持ち梁の状態で支持されていてもよい。 Furthermore, in the above example, the X-axis moving parts 62A, 62B, and 62C are supported by being spanned by a pair of Y-axis moving parts 61. However, the moving mechanism 6 includes a single Y-axis moving section 61, and the X-axis moving sections 62A, 62B, and 62C may be supported by the single Y-axis moving section 61 in a cantilevered state. good.

また、図1の例では、Y方向について、互いに隣接するX軸移動部62A,62Bの外側にX軸移動部62Cが設けられる例、すなわち、Z方向からみたとき、レーザ加工ヘッド10A、レーザ加工ヘッド10B、及び、カメラACがこの順でY方向に配列される例を示した。しかし、X軸移動部62A~62C、レーザ加工ヘッド10A,10B、及び、カメラACの配列は、これに限定されない。すなわち、Y方向について、X軸移動部62AとX軸移動部62Bとの間にX軸移動部62Cが配置されてもよい。この場合、Z方向からみとき、レーザ加工ヘッド10A、カメラAC、及び、レーザ加工ヘッド10Bがこの順でY方向に配列されることとなる。 In addition, in the example of FIG. 1, in the Y direction, the X-axis moving section 62C is provided outside the mutually adjacent X-axis moving sections 62A and 62B, that is, when viewed from the Z direction, the laser processing head 10A, the laser processing An example is shown in which the head 10B and the camera AC are arranged in this order in the Y direction. However, the arrangement of the X-axis moving parts 62A to 62C, the laser processing heads 10A and 10B, and the camera AC is not limited to this. That is, in the Y direction, the X-axis moving section 62C may be disposed between the X-axis moving section 62A and the X-axis moving section 62B. In this case, when viewed from the Z direction, the laser processing head 10A, camera AC, and laser processing head 10B are arranged in this order in the Y direction.

さらに、上記実施形態においては、レーザ加工装置1(移動機構5)は、支持部7をY方向に移動させるための機能(移動部53)を備えていなくてもよい。この場合、支持部7側の軽量化によって、支持部7の加減速に要する距離の削減、及び、支持部7の速度上昇を図ることができる。これによれば、上述したようにレーザ加工ヘッド10A,10B速さを支持部7の速さよりも小さくする条件下において、加工速度を向上可能である。 Furthermore, in the embodiment described above, the laser processing device 1 (moving mechanism 5) does not need to have a function (moving section 53) for moving the support section 7 in the Y direction. In this case, by reducing the weight of the support part 7, the distance required for acceleration and deceleration of the support part 7 can be reduced and the speed of the support part 7 can be increased. According to this, the processing speed can be improved under the condition that the speed of the laser processing heads 10A, 10B is made smaller than the speed of the support section 7 as described above.

以上の実施形態について、以下に付記する。
[付記1]
第1方向に沿って延びると共に前記第1方向に交差する第2方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、前記ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、前記ラインに沿って前記対象物に改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、
前記対象物を支持するための支持部と、
前記支持部に支持された前記対象物に対して前記レーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッドと、
前記支持部を第1方向に沿って移動させるための第1移動機構と、
少なくとも前記第1レーザ加工ヘッドを前記第1方向及び前記第2方向に沿って移動させるための第2移動機構と、
前記第1レーザ加工ヘッドから前記レーザ光が出力されている状態において、前記第1方向に沿って前記支持部と前記第1レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第1移動機構及び前記第2移動機構を制御することにより、前記ラインに沿って前記対象物に前記レーザ光を照射する照射処理を実施する制御部と、
を備え、
前記第2移動機構は、
前記第1方向に沿って延びると共に前記第1レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第1レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って移動させるための第1移動部と、
前記第2方向に沿って延びると共に前記第1移動部が取り付けられており、前記第1移動部を前記第2方向に沿って移動させるための第2移動部と、
を含み、
前記第1レーザ加工ヘッドには、光源から出力された前記レーザ光を導入するための光ファイバが接続されており、
前記制御部は、前記照射処理において、前記第1方向に沿った前記第1レーザ加工ヘッドの速さを、前記第1方向に沿った前記支持部の速さよりも小さくする、
レーザ加工装置。
[付記2]
前記第2移動機構は、前記第1方向に互いに対向して配置された一対の前記第2移動部を含み、
前記第1移動部は、前記一対の第2移動部に掛け渡されて支持されている、
付記1に記載のレーザ加工装置。
[付記3]
前記支持部に支持された前記対象物を撮像するためのカメラを備え、
前記カメラは、前記第1移動部とは異なる部材を介して前記第2移動部に取り付けられている、
付記1又は2に記載のレーザ加工装置。
[付記4]
前記第2移動機構は、前記第1方向に沿って延びると共に前記カメラが取り付けられており、前記カメラを前記第1方向に沿って移動させるための第3移動部を、前記異なる部材として含む、
付記3に記載のレーザ加工装置。
[付記5]
前記支持部に支持された前記対象物に対してレーザ光を照射するための第2レーザ加工ヘッドを備え、
前記第2移動機構は、前記第1方向に沿って延びると共に前記第2レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第2レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って移動させるための第4移動部を含み、
前記第2移動部は、前記第4移動部が取り付けられており、前記第4移動部を前記第2方向に沿って移動させるための機能を有し、
前記制御部は、前記照射処理において、前記複数のラインの一のラインに対して前記第1レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を照射する第1処理と、前記複数のラインのうちの別のラインに対して前記第2レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を照射する第2処理とを、少なくとも一部の時間において重複するよう実施し、
前記第1処理では、前記制御部は、前記第1方向に沿って前記支持部と前記第1レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第1移動機構及び前記第2移動機構を制御し、
前記第2処理では、前記制御部は、前記第1方向に沿って前記支持部と前記第2レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第1移動機構及び前記第2移動機構を制御する、
付記1~4のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
The above embodiments will be additionally described below.
[Additional note 1]
By irradiating a target object with a plurality of lines extending along a first direction and arranged along a second direction intersecting the first direction with a laser beam along the lines, the line A laser processing device for forming a modified region in the object along the
a support part for supporting the object;
a first laser processing head for irradiating the target object supported by the support section with the laser beam;
a first moving mechanism for moving the support part along a first direction;
a second movement mechanism for moving at least the first laser processing head along the first direction and the second direction;
the first moving mechanism so as to move the support part and the first laser processing head in mutually opposite directions along the first direction in a state in which the laser beam is output from the first laser processing head; and a control unit that performs an irradiation process of irradiating the object with the laser beam along the line by controlling the second moving mechanism;
Equipped with
The second moving mechanism is
a first moving unit that extends along the first direction and is attached to the first laser processing head, and is configured to move the first laser processing head along the first direction;
a second moving section that extends along the second direction, is attached to the first moving section, and is configured to move the first moving section along the second direction;
including;
An optical fiber for introducing the laser beam output from a light source is connected to the first laser processing head,
The control section makes the speed of the first laser processing head along the first direction smaller than the speed of the support section along the first direction in the irradiation process.
Laser processing equipment.
[Additional note 2]
The second moving mechanism includes a pair of second moving parts arranged opposite to each other in the first direction,
The first moving section is supported by being spanned by the pair of second moving sections.
The laser processing device according to Supplementary Note 1.
[Additional note 3]
comprising a camera for capturing an image of the object supported by the support section,
The camera is attached to the second moving unit via a member different from the first moving unit.
The laser processing device according to supplementary note 1 or 2.
[Additional note 4]
The second moving mechanism extends along the first direction and is attached with the camera, and includes a third moving section as the different member for moving the camera along the first direction.
The laser processing device according to appendix 3.
[Additional note 5]
comprising a second laser processing head for irradiating the object supported by the support section with a laser beam,
The second moving mechanism extends along the first direction and is attached with the second laser processing head, and includes a fourth moving section for moving the second laser processing head along the first direction. including;
The second moving unit has the fourth moving unit attached thereto and has a function of moving the fourth moving unit along the second direction,
In the irradiation process, the control unit includes a first process of irradiating one line of the plurality of lines with the laser beam from the first laser processing head, and a second process of irradiating one line of the plurality of lines with the laser beam, and another line of the plurality of lines. performing a second process of irradiating the laser beam from the second laser processing head to overlap at least part of the time;
In the first process, the control section causes the first moving mechanism and the second moving mechanism to move the support section and the first laser processing head in mutually opposite directions along the first direction. control,
In the second process, the control section causes the first moving mechanism and the second moving mechanism to move the support section and the second laser processing head in mutually opposite directions along the first direction. Control,
The laser processing device according to any one of Supplementary Notes 1 to 4.

1…レーザ加工装置、5…移動機構(第1移動機構)、6…移動機構(第2移動機構)、7…支持部、9…制御部、10A…レーザ加工ヘッド(第1レーザ加工ヘッド)、10B…レーザ加工ヘッド(第2レーザ加工ヘッド)、61…Y軸移動部(第2移動部)、62A…X軸移動部(第1移動部)、62B…X軸移動部(第4移動部)、62C…X軸移動部(第3移動部)、100…対象物、AC…カメラ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Laser processing device, 5... Movement mechanism (1st movement mechanism), 6... Movement mechanism (2nd movement mechanism), 7... Support part, 9... Control part, 10A... Laser processing head (1st laser processing head) , 10B...Laser processing head (second laser processing head), 61...Y-axis moving section (second moving section), 62A...X-axis moving section (first moving section), 62B...X-axis moving section (fourth moving section) ), 62C...X-axis moving unit (third moving unit), 100...object, AC...camera.

Claims (5)

第1方向に沿って延びると共に前記第1方向に交差する第2方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、前記ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、前記ラインに沿って前記対象物に改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、
前記対象物を支持するための支持部と、
前記支持部に支持された前記対象物に対して前記レーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッドと、
前記支持部に支持された前記対象物を撮像するためのカメラと、
前記支持部を第1方向に沿って移動させるための第1移動機構と、
少なくとも前記第1レーザ加工ヘッドを前記第1方向及び前記第2方向に沿って移動させるための第2移動機構と、
前記第1レーザ加工ヘッドから前記レーザ光が出力されている状態において、前記第1方向に沿って前記支持部と前記第1レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第1移動機構及び前記第2移動機構を制御することにより、前記ラインに沿って前記対象物に前記レーザ光を照射する照射処理を実施する制御部と、
を備え、
前記第2移動機構は、
前記第1方向に沿って延びると共に前記第1レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第1レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って移動させるための第1移動部と、
前記第2方向に沿って延びると共に前記第1移動部が取り付けられており、前記第1移動部を前記第2方向に沿って移動させるための第2移動部と、
を含み、
前記カメラは、前記第1移動部とは異なる部材を介して前記第2移動部に取り付けられている、
レーザ加工装置。
By irradiating a target object with a plurality of lines extending along a first direction and arranged along a second direction intersecting the first direction with a laser beam along the lines, the line A laser processing device for forming a modified region in the object along the
a support part for supporting the object;
a first laser processing head for irradiating the target object supported by the support section with the laser beam;
a camera for capturing an image of the object supported by the support section;
a first moving mechanism for moving the support part along a first direction;
a second movement mechanism for moving at least the first laser processing head along the first direction and the second direction;
the first moving mechanism so as to move the support part and the first laser processing head in mutually opposite directions along the first direction in a state in which the laser beam is output from the first laser processing head; and a control unit that performs an irradiation process of irradiating the object with the laser beam along the line by controlling the second moving mechanism;
Equipped with
The second moving mechanism is
a first moving unit that extends along the first direction and is attached to the first laser processing head, and is configured to move the first laser processing head along the first direction;
a second moving section that extends along the second direction, is attached to the first moving section, and is configured to move the first moving section along the second direction;
including;
The camera is attached to the second moving unit via a member different from the first moving unit.
Laser processing equipment.
前記第2移動機構は、前記第1方向に互いに対向して配置された一対の前記第2移動部を含み、
前記第1移動部は、前記一対の第2移動部に掛け渡されて支持されている、
請求項1に記載のレーザ加工装置。
The second moving mechanism includes a pair of second moving parts arranged opposite to each other in the first direction,
The first moving section is supported by being spanned by the pair of second moving sections.
The laser processing device according to claim 1.
前記第1レーザ加工ヘッドには、光源から出力された前記レーザ光を導入するための光ファイバが接続されており、
前記制御部は、前記照射処理において、前記第1方向に沿った前記第1レーザ加工ヘッドの速さを、前記第1方向に沿った前記支持部の速さよりも小さくする、
請求項1又は2に記載のレーザ加工装置。
An optical fiber for introducing the laser beam output from a light source is connected to the first laser processing head,
The control section makes the speed of the first laser processing head along the first direction smaller than the speed of the support section along the first direction in the irradiation process.
A laser processing apparatus according to claim 1 or 2.
前記第2移動機構は、前記第1方向に沿って延びると共に前記カメラが取り付けられており、前記カメラを前記第1方向に沿って移動させるための第3移動部を、前記異なる部材として含む、
請求項1~3のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
The second moving mechanism extends along the first direction and is attached with the camera, and includes a third moving section as the different member for moving the camera along the first direction.
A laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記支持部に支持された前記対象物に対してレーザ光を照射するための第2レーザ加工ヘッドを備え、
前記第2移動機構は、前記第1方向に沿って延びると共に前記第2レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第2レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って移動させるための第4移動部を含み、
前記第2移動部は、前記第4移動部が取り付けられており、前記第4移動部を前記第2方向に沿って移動させるための機能を有し、
前記制御部は、前記照射処理において、前記複数のラインの一のラインに対して前記第1レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を照射する第1処理と、前記複数のラインのうちの別のラインに対して前記第2レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を照射する第2処理とを、少なくとも一部の時間において重複するよう実施し、
前記第1処理では、前記制御部は、前記第1方向に沿って前記支持部と前記第1レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第1移動機構及び前記第2移動機構を制御し、
前記第2処理では、前記制御部は、前記第1方向に沿って前記支持部と前記第2レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第1移動機構及び前記第2移動機構を制御する、
請求項1~4のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
comprising a second laser processing head for irradiating the object supported by the support section with a laser beam,
The second moving mechanism extends along the first direction and is attached with the second laser processing head, and includes a fourth moving section for moving the second laser processing head along the first direction. including;
The second moving unit has the fourth moving unit attached thereto and has a function of moving the fourth moving unit along the second direction,
In the irradiation process, the control unit includes a first process of irradiating one line of the plurality of lines with the laser beam from the first laser processing head, and a first process of irradiating one line of the plurality of lines with the laser beam, and another line of the plurality of lines. performing a second process of irradiating the laser beam from the second laser processing head to overlap at least part of the time;
In the first process, the control section causes the first moving mechanism and the second moving mechanism to move the support section and the first laser processing head in mutually opposite directions along the first direction. control,
In the second process, the control section causes the first moving mechanism and the second moving mechanism to move the support section and the second laser processing head in mutually opposite directions along the first direction. Control,
A laser processing device according to any one of claims 1 to 4.
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